Todos los protagonistas dentro de la industria del coche eléctrico están totalmente de acuerdo en que las baterías de estado sólido serán las que nos traigan una auténtica revolución para la movilidad. No solo porque ofrecen una densidad energética muy superior, que indudablemente es importante, sino también porque resolverán los problemas de seguridad de las baterías de litio actuales y, además, vendrán acompañadas de cargas mucho más rápidas. Pues bien, las baterías de electrolito sólido están más cerca gracias a una nueva técnica desarrollada por el ORNL y recién publicada en ACS, que se llama prensado isostático.
El desarrollo de las baterías de estado sólido continúa y lo hace a buen ritmo, pero uno de los mayores retos que plantean es la movilidad de los iones entre los electrodos a través de un electrolito sólido. Un equipo de investigación del Laboratorio Nacional Oak Ridge, del Departamento de Energía de los Estados Unidos, acaba de informar sobre la técnica de prensado isostático para la resolución de esta dificultad que plantean las baterías de estado sólido. Informan de que mediante esta técnica se pueden crear capas delgadas y uniformes de electrolito sólido que mantienen un gran nivel de contacto entre ellas para favorecer la movilidad suave de los iones. Han encontrado que esta técnica de prensado isostático es compatible con diferentes composiciones químicas de las baterías, todas ellas de electrolito sólido, y que además funciona adecuadamente tanto a diferentes temperaturas como en un amplio rango de presiones.
La técnica de prensado isostático nos acerca más a las baterías de estado sólido, que prometen cambiar el coche eléctrico para siempre
En realidad, la técnica de prensado isostático no es algo nuevo para la industria de las baterías, y específicamente de las baterías para coches eléctricos. Esta técnica se ha usado con anterioridad para la producción de celdas de batería, pero se ha tenido que trabajar siempre en unas condiciones muy específicas para que sea viable. Se tenía que llevar a cabo a temperaturas extremadamente altas y, sin embargo, el equipo de investigación ha encontrado la forma de aplicar prensado isostático incluso a temperaturas extremadamente bajas y con materiales blandos para el electrolito. También esto es importante, porque estos materiales con estructuras cristalinas que favorecen la movilidad de los iones entre electrodos son más fáciles de procesar.
El hecho de que la técnica de prensado isostático se pueda usar en cualquier rango de temperaturas, como explica uno de los investigadores de este grupo de científicos, abre la posibilidad a que se utilice cualquier material en el desarrollo y la construcción de baterías de estado sólido. Esto va a favorecer su desarrollo más rápido, y con un mayor rango de materiales para su composición química, porque ‘se puede usar cualquier cosa, desde polímeros hasta óxidos‘, en una gama de materiales mucho más amplia que la que se había podido utilizar hasta la fecha.
Las ventajas de que la técnica de prensado isostático permita trabajar a nuevos rangos de temperatura no solo afecta al desarrollo de baterías de estado sólido, sino que tal y como explican desde el grupo de investigación es algo de lo que también se van a beneficiar las empresas en la producción masiva de este nuevo tipo de baterías que se basan en un electrolito sólido. Es una técnica perfectamente escalable que se puede utilizar para el ensamblaje de las capas de la celda de batería sin tener que recurrir a sistemas de presión externos, que en absoluto son prácticos para la producción a gran escala. Así que esto, como comentábamos anteriormente, es un importante impulso para acercarnos a los coches eléctricos ‘de nueva generación’ que utilicen baterías con prestaciones muy superiores gracias al electrolito sólido.
En una explicación más fácil de comprender, el equipo de investigación detrás de este hallazgo explica que hasta ahora se han tenido que crear capas independientes por separado que después se unían. Y sin embargo, esta nueva técnica de prensado isostático permite fabricar las tres capas como un único sistema denso. Este avance científico, aunque no sabemos exactamente en qué medida, facilita las cosas para que estemos mucho más cerca de poder disfrutar esas nuevas baterías de estado sólido en los coches eléctricos. Y como decíamos, este tipo de baterías basadas en un electrolito sólido proponen enormes ventajas no solo en términos de densidad energética y de seguridad, sino también en lo relativo a la velocidad de carga. La vida útil, que se mide en ciclos de carga y descarga, es otro aspecto crítico que también va a mejorar con la llegada de este nuevo tipo de baterías.
