La gran diferencia entre las baterías de estado sólido y otros tipos de baterías es el uso de electrolitos sólidos, en lugar de los electrolitos líquidos utilizados en otras baterías. Las baterías de iones de litio han experimentado avances tecnológicos, pero los expertos creen que la tecnología de iones de litio ha alcanzado los límites de su eficiencia. El siguiente paso en el futuro requiere un tipo diferente de batería, y ahí es donde entran las baterías de estado sólido.

Las baterías de estado sólido son más pequeñas, más livianas y ofrecen una mayor densidad de potencia que las baterías de iones de litio basadas en electrolitos líquidos. El principal desafío en su adopción generalizada ha sido encontrar un electrolito sólido con capacidad de conducción suficiente para baterías grandes, así como un método de fabricación que permita economías de escala.

¿Cómo funciona una batería?

Todas las baterías tienen tres partes principales: el ánodo, el cátodo y el electrolito. Una batería funciona porque los iones cargados quieren pasar del cátodo al ánodo a través del electrolito. Esto se debe a que los componentes de la batería cuidadosamente seleccionados crean una reacción química que produce electrones libres. Como resultado, se acumula una carga positiva en el cátodo de la batería. Esto atrae los electrones libres cargados negativamente del ánodo. Estos electrones libres quieren viajar del ánodo al cátodo. Como ellos, alimenta tu dispositivo.

Tenga en cuenta que las fuerzas eléctricas y químicas siempre quieren igualar. Imagine una batería cargada como un balancín inclinado en una dirección. Los puntos quieren deslizarse en este plano hasta que se iguale la reacción. La recarga devuelve todos los iones a su posición original. Imagínese cargando mientras levanta nuestro balancín desequilibrado de la metáfora anterior.

¿Cómo son mejores las baterías modernas?

Solo ciertos materiales pueden funcionar como baterías, por lo que los componentes deben elegirse con mucho cuidado en función de sus propiedades químicas. Por lo tanto, el avance de la tecnología de baterías implica mejorar la eficiencia de un material de batería existente o descubrir nuevos materiales que funcionen mejor. Y como hemos estado buscando en todas partes mejoras obvias en las baterías, ahora tenemos que empezar a buscar bajo las rocas la nanotecnología y la ciencia de los materiales. Las baterías de estado sólido son uno de los descubrimientos que saldrán de este proceso, utilizando diferentes electrolitos para lograr el mismo objetivo que cualquier otro tipo de batería, pero más rápido, económico y menos propenso a explosiones.

El electrolito mejor preparado para reemplazar las baterías de iones de litio es un electrolito de vidrio a base de sodio. Según los investigadores, un electrolito de vidrio produce una batería con una densidad tres veces mayor que la de una batería de iones de litio. El sodio necesario para la fabricación de estas baterías es abundante. Esto reduce significativamente el impacto ambiental de la producción de baterías.

¿Cómo son mejores las baterías de estado sólido?

Las baterías de estado sólido mejoran las baterías de iones de litio al usar un electrolito sólido en lugar de un electrolito líquido o polimérico. Ocurre que este cambio mejora casi todas las características de la batería. Las baterías de estado sólido cumplen todos los requisitos de nuestra fantástica tecnología de baterías. Son livianos, tienen un bajo impacto en el medio ambiente, usan componentes abundantes, tienen menos probabilidades de incendiarse y proporcionan más energía.

El único problema es el proceso de fabricación. Todavía estamos pensando en cómo producir estas baterías de forma económica y a gran escala. En la actualidad, las baterías de estado sólido son demasiado caras para su adopción generalizada. Afortunadamente, somos muy buenos para encontrar nuevas formas de hacer las cosas más eficientes. Se espera que las baterías de estado sólido eventualmente den paso a economías de escala y sean ampliamente adoptadas.

¿Cuáles son los usos de las baterías de estado sólido?

Las baterías de estado sólido pueden mejorar casi cualquier dispositivo que contenga una batería. Son especialmente atractivos para los fabricantes de coches eléctricos. Empresas como Tesla básicamente diseñan un automóvil alrededor de la batería. Es el componente más importante, que define la mayoría de las características del automóvil. Los analistas de la industria predicen que el automóvil eléctrico no será ampliamente adoptado hasta que la distancia recorrida entre cargas iguale o exceda la de los automóviles a gasolina. Las baterías de estado sólido podrían ser el boleto hacia ese futuro.

Credito de imagen: Batería con separador de polímero