Crean baterías de estado sólido que duran 6 veces más que las actuales

Ciencia

Las baterías de estado sólido están llamadas a ser el futuro del almacenamiento de la energía en nuestros dispositivos y coches eléctricos gracias a sus numerosas ventajas. Sin embargo, en la actualidad seguimos utilizando las de litio porque es una tecnología que funciona de manera fiable y lleva más de dos décadas entre nosotros. Sin embargo, una nueva investigación ha logrado un gran avance en estas baterías.

Una lámina de unos pocos nanómetros de nitruro de boro: la clave para batería de estado sólido estables

Las baterías de litio actuales presentan varios problemas: el aumento de su densidad, es decir, la capacidad en un mismo espacio, se encuentra actualmente en el límite de su diseño. A eso hay que sumarle que tienen una vida útil que podría ser más larga, o que si se dañan o punzan arden en llamas al entrar en contacto con el oxígeno.

movil batería llena

Por ello, científicos de todo el mundo se encuentran investigando baterías de estado sólido para solucionar todos estos problemas. El último avance lo ha logrado un grupo de investigadores de la Columbia University School of Engineering and Applied Science ha descubierto un método para estabilizar los electrolitos sólidos en metal líquido. Para ello, han usado una cobertura nanométrica de nitruro de boro, lo cual permite crear baterías que ofrecen entre 2 y 10 veces más capacidad que una batería normal de litio, que cargan 6 veces más rápido, tienen hasta cinco veces más ciclos de carga, y no son inflamables.

Las dendritas tienen los días contados con este diseño

Las baterías de estado sólido siguen teniendo un problema: las dendritas. Estas formaciones son una especie de cristalizaciones de litio en forma de metal que empiezan en el ánodo y se van extendiendo por toda la batería. Esto va ocurriendo con cada ciclo de carga y descarga. Conforme van apareciendo más dendritas en la batería, menor es la capacidad que va teniendo la batería, y finalmente puede llegarse a perforar el separador que hay entre el ánodo y el cátodo, provocando un cortocircuito que destruya la batería e incluso genere fuego.

En las baterías de litio actuales este problema de dendritas se soluciona usando electrolitos líquidos como material conductor en lugar de metal sólido, lo cual permitiría aumentar la densidad. Sin embargo, este líquido es la parte inflamable de las baterías que tan peligrosa es, pudiendo arder si hay mucha presión, calor, corriente o perforación.

En algunas ocasiones se usa también grafito, y también se ha probado a usar grafeno o aleaciones con silicio. En general, se consigue reducir la formación de dendritas controlando el flujo de iones, pero a cambio de tener menor capacidad y densidad, además de hacer las baterías inflamables.

Así, la solución de los investigadores es poner una capa nanométrica de entre 5 y 10 nanómetros de nitruro de boro para aislar el metal de litio del conductor. Al aislar ambas capas se consigue evitar la acumulación de dendritas y los cortocircuitos sin que la densidad de la batería tenga que disminuir. Esta capa también es ligeramente porosa, y también cuenta con una pequeña cantidad de electrolito líquido.

Los investigadores se encuentran estudiando ahora mismo la aplicación de estas baterías, y una de ellas podría ser en los móviles dado su reducido tamaño. A pesar de ello, todavía quedan unos años hasta que los investigadores consigan dar con la tecla para crear baterías de estado sólido que estén dentro de los dispositivos que compremos.

Escrito por Alberto García

Fuente > Phys.org

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  • Ibán Keko

    Esto es el cuento de nunca acabar, que pesadilla 🤦🏻‍♂️

  • Julio Rojas

    Lo de siempre. Una nueva batería de tal o cual compuesto que promete chorrocientos mil miliamperios de capacidad, en un tercio del tamaño actual, sin canlentarse ni despeinarse. Y aquí seguimos con el litio.
    Hasta que no lo vea en el mercado solo son experimentos de laboratorio.

  • Max Sánchez

    Sin embargo, seguimos con el Litio…
    Como si hacen una batería que dure 6 meses y se cargue en 1 minuto.

  • A mi la batería me dura una semana.

    El problema es que NO INTERESA que dure más, ya en los últimos 5 años han salido baterías que duraban de dos semanas a varios meses, incluso una que se cargaba en apenas unos segundos, pero no interesa. El motivo es tan simple como el dinero, por no faltar a la costumbre. Si las baterías duran más la gente tardara más tiempo en cambiar de móvil (por eso son todas integradas y no se pueden reemplazar) y aparte si se cargan en poco tiempo las eléctricas salen perdiendo dinero algo que tampoco interesa.

    Esto pasa con todo, donde haya dinero que se quite todo lo demás, aunque sea mejor, barato y eficiente, si no da dinero no lo quieren.

    • carlos alberto vera carhuatant

      Pero si al aplicar la carga rápida estás desgastando la batería mucho más rápido además no importa tanta capacidad con q el mínimo sea de 5000 en todos los equipos estaríamos bien. Además las personas no solo cambian de equipo por la batería

      • Las baterías tienen unos ciclos de vida tanto si es rápida como no la carga, la capacidad de carga efectivamente no importa pero no tiene que ser 5000mha como mínimo, de hecho con 2000 va sobrado para cualquier smartphone, lo que marca la diferencia es toda la mierda que lleva de fabrica y se abre y luego el uso que le da el usuario.

        En mi caso antes usaba un BQ Aquaris 5 con batería de 2200mha y me duraba entre 4 y 6 días, logre quitar toda la mierda de fabrica de BQ y algunas otras apps y luego el uso que le daba era mínimo (solo cuando no hacia nada), el cual cambie porque la batería después de 5 años ya no cargaba correctamente, su ciclo de vida ya está al limite por lo que apenas dura entre 1 y 2 días. Ahora tengo un Redmi Note 7 cuya batería es de 4000mha, con toda la mierda de Xiaomi la batería no dura ni un solo día. Así que tras buscar encontré una web con un tutorial para quitar todo, de las 80 apps que lleva logre reducir a 50, todo lo de Xiaomi y google que lleva se lo quite, ahora la batería me dura una semana dándole un uso normal y sin usarlo como cuando tenia el BQ llega a la semana y media. También está el hecho de que la batería debe descargarse por debajo del 10%, siempre dicen que hay que cargarla entre el 40 y 60% para que su vida sea mayor pero en realidad la gente se cree está tontería y entonces la vida se reduce, las baterías usan un sistema como el SMART de los HDD el cual recopila información para dar el nivel de carga, si empiezas a cargarlo muchas veces por encima del 40% entonces empezara a marcar incorrectamente la carga lo que producirá que dure menos de lo que toca, es otra forma de forzar el dañar las baterías y que cambien antes de smartphone. Algunos Smartphones para que no hagas esto al quedarse a 0% ya no cargan.

        De todas las personas que conozco cambian el móvil por tres motivos.
        1. Batería: Siempre se quejan que no les dura ni medio día (Normal, no paran de usarlo)
        2. Rotura: Casi todos van con la pantalla reventada (¿qué coño hace la gente?)
        3. Vacilar: Unos pocos cambia el móvil por uno de los caros solo porque si (Entre iPhones y Galaxy de 1000€)

        Lo que hay que haces es lograr que la gente deje de usar tanto el móvil, ese es el verdadero problema, si les das baterías que duran más y se cargan aun más rápido me temo que no se despegaran del móvil para nada.

        • carlos alberto vera carhuatant

          Pero si solo vas a usar tu equipo para llamar y eso mejor quedate con un antiguo que la batería te va a durar mucho.
          Si compro un buen equipo es para jugar ver videos chatear escuchar música etc etc y para que dure todo el día debe tener una buena batería.

          • El problema de las baterías es que tienen un tiempo de vida limitado. El anterior Smartphone ya supero los ciclos de vida pues su carga pasaba de 100% al 85% en apenas unos minutos y luego del 35% al 13% en otros pocos minutos, ademas de que se tiraba 5 horas para cargar, en cambio mis viejos móviles, tengo un samsung de estos de botones y pantalla de 1.2 pulgadas, la batería duraba sus dos semanas, pero al haber estado tanto tiempo sin usar la batería está totalmente muerta.

            Lo malo de esto es que no venden recambios al pasar un tiempo, si hubiera podido hubiera cambiado la batería de mi smartphone unicamente en lugar de comprar otro pero la empresa no las vende ni fabrica y ya no está en garantía lo cual me hubieran cobrado 170€, por ese precio mejor pillo nuevo y luego por amazon o tiendas así venden recambios pero al ver los comentarios todos decían que les llegaba otra batería.

            • carlos alberto vera carhuatant

              En eso sí tienes toda la razón las baterías actuales se desgastan mucho y despues de 2 años casi ya no sirven, y como ya no aplica la garantía y/o ya no hay repuestos o son caros eso motiva también a cambiar de equipo, pero yo pienso que se debería cambiar a un equipo nuevo de entre 2 o maximo 3 años (mejor software, hardware, mas y «mejores» funciones, etc).

  • Enrique Palurdo

    Es una simple ecuación comercial. Hasta que no descuenten lo invertido en la tecnología anterior y obtengan las ganancias estipuladas, no van a pasar a la nueva tecnología. La investigación a nivel de empresas no es con objetivos altruistas, simplemente es por dinero.