Nuestro día a día necesita cada vez más baterías de mayor capacidad, durabilidad y estabilidad. Ya sea para los dispositivos móviles o los coches eléctricos, la necesidad de mejores baterías es evidente. Marcas como Tesla han logrado auténticas hazañas en la gestión de las baterías de iones de litio, mejorando la autonomía de sus modelos sin necesidad de cambiar las baterías. Pero no es suficiente.

Si un día el coche eléctrico quiere suplantar al coche de motor térmico como medio de transporte, las baterías deben ofrecer mayor autonomía, mayor estabilidad e incluso seguridad. Y es algo que se podría conseguir con las llamadas baterías de estado sólido.

Toyota, por ejemplo, cree que hacia 2022 podría lanzar al mercado un coche eléctrico equipado con baterías de estado sólido. Y no es el único fabricante que ha depositado grandes esperanzas en esta nueva tecnología. Hasta hace poco Dyson planeaba fabricar un coche eléctrico, y tenía a su filial Sakti3 desarrollando esta tecnología. También los fabricantes de smartphones apuestan por las baterías de estado sólido, como Samsung. Aunque en este caso están más interesados en la seguridad que ofrecen ya que no se pueden incendiar como una batería de iones de litio “clásica”.

Qué es una batería de estado sólido

Así se deteriora una batería de iones de litio con el tiempo.(Fuente: SLAC National Accelerator Laboratory Stanford, California, USA)

La batería de estado sólido es una evolución de la batería de iones de litio y debemos su principal desarrollo a John B. Goodenough, el considerado padre de la batería de iones de litio, de la Universidad de Austin (Texas). Y a sus 94 años, sigue al frente de un equipo de desarrollo para que las baterías de estado sólido sean una realidad práctica. Pero para entender cómo funciona una batería de estado sólido, debemos primero recordar cómo funciona una de iones de litio.

Una batería de iones de litio se compone de dos electrodos de metal (o de material compuesto), uno siendo cátodo y el otro ánodo, inmersos en un líquido conductor (electrolito). El conjunto es lo que se llama celda. Y la combinación de varias celdas forma la batería. La batería emplea como electrolito una sal de litio que consigue los iones necesarios para la reacción química reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo.

Batería de iones de litio (izquierda) vs batería de estado sólido (derecha).

Cuando la batería está cargada y se le conecta un aparato para alimentar, por ejemplo cuando ponemos en marcha el coche, el circuito eléctrico del conjunto se cierra. Esto activa una reacción química que provoca la circulación de partículas ionizadas de un electrodo a otro, arrastrando la producción de electrones a los bornes de la batería, es decir, “liberando” la energía. Y si luego se conecta un cargador a los bornes de la batería, se produce un proceso químico inverso: las partículas circulan en la otra dirección y la batería se recarga.

Una batería de estado sólido funciona con el mismo principio que una de iones de litio, la principal diferencia está en el electrolito. En el primer caso es un líquido y en el segundo un material sólido. En las investigaciones del equipo de John Goodenough se usa un electrolito de cristal que facilitaría su fabricación en serie, pero hay otros equipos trabajando con otro tipo de materiales, como nanohilos de oro envueltos en manganeso inmersos a su vez en un gel. Toyota, por su parte, mantiene secreto qué sólido utiliza.