Un equipo de investigadores de ETH Zurich ha desarrollado una batería de iones de litio hecha de materiales completamente en estado sólido que no contienen líquidos ni geles. La batería no se incendia incluso a temperaturas muy altas, lo que supone una ventaja de seguridad frente a las baterías convencionales. Además, permite nuevos tipos de diseños de baterías.
Los investigadores desarrollan una batería de iones de litio hecha completamente de materiales de estado sólido.
Un equipo de investigadores de ETH Zurich ha desarrollado una batería de iones de litio hecha de materiales completamente en estado sólido que no contienen líquidos ni geles. La batería no se incendia incluso a temperaturas muy altas, lo que supone una ventaja de seguridad frente a las baterías convencionales. Además, permite nuevos tipos de diseños de baterías.
Las baterías de iones de litio pueden almacenar grandes cantidades de energía en un espacio pequeño, lo que las convierte en una fuente de energía ideal para dispositivos electrónicos móviles como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, bicicletas eléctricas y vehículos eléctricos. Sin embargo, la batería desarrollada por los investigadores, a diferencia de las convencionales, está compuesta únicamente por compuestos sólidos y no es inflamable.
En las baterías de iones de litio convencionales, los electrodos positivo y negativo (los dos electrodos) están hechos de compuestos conductores sólidos. La carga se mueve entre los electrodos en un electrolito líquido o en gel. Sobrecargar dichas baterías o dejarlas al sol puede provocar que el líquido se encienda o que el gel se hinche.
Lo contrario es cierto para las baterías de estado sólido. En estos tipos, tanto los electrodos como el electrolito intermedio son de material sólido.
“Los electrolitos sólidos no se encienden cuando se calientan a altas temperaturas o se exponen al aire”, explica Jennifer Rupp, profesora de materiales electroquímicos en ETH Zurich, quien lidera el desarrollo de este nuevo tipo de batería. .
Uno de los mayores desafíos en el desarrollo de baterías de estado sólido es conectar los electrodos y el electrolito para que la carga pueda circular entre ellos con poca o ninguna resistencia. Los investigadores construyeron una batería tipo sándwich con granate de litio, un compuesto que contiene litio y actúa como un electrolito sólido entre dos electrodos. Se sabe que el granate de litio tiene la conductividad más alta para los iones de litio.
Las baterías fabricadas como estas baterías recientemente desarrolladas pueden funcionar a temperaturas ambiente normales, pero funcionan mejor por encima de los 95 grados centígrados. Esta característica se puede utilizar en plantas de energía de baterías para almacenar el exceso de energía y suministrarla más tarde cuando sea necesario.
Pocos estudios, como los realizados aquí, ensamblan y prueban baterías de estado sólido utilizando métodos que también utilizan los científicos en la producción industrial. El siguiente paso es optimizar la batería con un enfoque en aumentar aún más la conductividad de la interfaz electrodo-electrolito.
a través de Phys.org