Nueva y eficaz batería de estado sólido con ánodo de silicio puro

Los ánodos de silicio son famosos por su gran densidad energética, que es 10 veces mayor que la de los ánodos de grafito que se utilizan con más frecuencia en las baterías comerciales de iones de litio actuales. Por otro lado, los ánodos de silicio arrastran una mala fama debida a cómo se expanden y contraen cuando la batería se carga y descarga, y por cómo se degradan con los electrolitos líquidos. Estos problemas han mantenido los ánodos de silicio fuera de las baterías comerciales de iones de litio, a pesar de su tentadora densidad energética. Un nuevo avance tecnológico parece que será la vía para superar estos obstáculos. La clave está sobre todo en la elección del electrolito idóneo.

El equipo de Darren H. S. Tan, de la Escuela Jacobs de Ingeniería en la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos, ha creado un nuevo tipo de batería que utiliza un electrolito de estado sólido y un ánodo de silicio, obteniendo resultados muy buenos. Las primeras rondas de pruebas muestran que la nueva batería es segura, duradera y de gran densidad energética. Es prometedora para una amplia gama de aplicaciones, desde el almacenamiento de electricidad en plantas de suministro eléctrico hasta los vehículos eléctricos.

Las baterías de estado sólido con alta densidad energética siempre han dependido del litio como ánodo. Pero esto impone restricciones a la velocidad de carga de la batería y la necesidad de una temperatura elevada (normalmente 60 grados centígrados o más) durante la carga. El ánodo de silicio supera estas limitaciones y permite velocidades de carga mucho más rápidas a temperatura ambiente o baja, al tiempo que mantiene altas densidades de energía.

El equipo ha demostrado la eficiencia de una célula completa de batería a escala de laboratorio que tras 500 ciclos de carga y descarga todavía conserva una capacidad del 80% a temperatura ambiente, algo muy prometedor.

Las primeras rondas de pruebas demuestran que la nueva batería es segura, duradera y de gran densidad energética. (Foto: University of California San Diego)

Tan y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Science, bajo el título “Carbon Free High Loading Silicon Anodes Enabled by Sulfide Solid Electrolytes”. (Fuente: NCYT de Amazings)