El MIT anuncia la creación de un electrodo para mejorar la estabilidad de las baterías de estado sólido

Un equipo de investigadores del MIT ha anunciado la creación de un nuevo electrodo que tendría que permitir la creación de baterías de estado sólido más estables.

Para la consecución de este logro, los investigadores han conseguido usar un metal de litio puro como ánodo de la batería, siendo esto parte de un concepto que tiene como objetivo desarrollar baterías de estado sólido. Dicho concepto ha desechado el líquido o gel polímero que se utiliza como electrolito entre dos electrodos dentro de la batería, que permite que los iones de litio viajen de un lado a otro durante los ciclos de carga y descarga en las baterías actuales.

Los científicos del MIT han dicho que una batería completamente sólida sería más segura que los electrolitos líquidos, ya que estos tienen una alta volatilidad y han sido la fuente de explosiones en las baterías de litio en el pasado. De hecho, en los últimos años se han visto bastantes casos de dispositivos que han empezado a arder a partir de una batería.

Uno de los mayores desafíos para las baterías de estado sólido es que a medida que se cargan los átomos se acumulan dentro del metal de litio, lo que hace que se expanda con la carga y se contraiga con la descarga. Este cambio en la forma de la batería dificulta que los elementos sólidos mantengan un contacto constante y tiendan a hacer que el electrolito sólido se fracture o se desprenda.

Otro desafío es que ninguno de los electrolitos sólidos propuestos hasta ahora es realmente estable cuando está en contacto con el metal de litio, lo que hace que se degrade con el tiempo. Para corregir eso, los investigadores del MIT han utilizado dos clases adicionales de sólidos conocidos como “conductores iónicos-electrónicos mixtos” (MIEC) y “aisladores de iones de litio y electrones” (ELI), siendo ambos son químicamente estables en contacto con el metal de litio.

Para conseguir la estabilidad mencionada en el párrafo anterior, los científicos han desarrollado una nanoarquitectura 3D mediante un conjunto de tubos MIEC hexagonales en forma de panal, parcialmente infundidos con metal de litio sólido para formar el electrodo de la batería y con espacio adicional en cada tubo. A medida que el litio se expande durante la carga, fluye hacia los espacios vacíos, aliviando así la presión por la expansión. Por su parte, ELI es utilizado como un «aglutinante mecánico crucial» entre las paredes de MIEC y la capa de electrolitos sólidos.

Como ya hemos dicho en otras ocasiones, mejorar las baterías se ha convertido en uno de los grandes desafíos del Siglo XXI, y no solo a nivel de estabilidad, sino también en su autonomía. Aprovechamos para recordar que el mes pasado unos investigadores de la Universidad de Monash consiguieron crear las baterías de litio-sulfuro (Li-S) más eficientes hasta la fecha, que además prometen ser baratas de fabricar.