La tecnología de baterías de estado sólido se ha enfrentado a enormes desafíos en la producción en masa a gran escala.
Ahora, un nuevo avance en materia de baterías en TDK podría allanar el camino para la adopción generalizada de la tecnología de estado sólido.
TDK ha desarrollado un nuevo material para baterías de estado sólido con una densidad de energía significativamente mayor que las baterías de estado sólido convencionales producidas en masa.
Este material cuenta con una densidad de energía de 1.000 Wh/L, aproximadamente 100 veces mayor que la densidad de energía de la batería de estado sólido convencional de TDK.
La nueva batería
La nueva batería de estado sólido de TDK, desarrollada con materiales totalmente cerámicos, tiene como objetivo reemplazar las baterías de tipo botón en pequeños dispositivos portátiles como relojes inteligentes, dispositivos portátiles y auriculares inalámbricos.
La batería de estado sólido construida alrededor de condensadores de chip cerámicos multicapa ofrece alta densidad de energía, miniaturización y mayor seguridad sin riesgo de fuga de electrolitos.
El material totalmente cerámico, que incluye un electrolito sólido a base de óxido y un ánodo negativo de aleación de litio, permite tamaños de batería más pequeños y tiempos de funcionamiento más prolongados.
El electrolito de estado sólido a base de óxido elimina los riesgos de seguridad asociados con los electrolitos inflamables, lo cual es una consideración vital en dispositivos portátiles y otros dispositivos que entran en contacto directo con el cuerpo humano.
Mejorarían las baterías
Lo que TDK está haciendo aquí es mejorar la capacidad de las baterías mediante tecnología de laminación multicapa y ampliar su rango de temperatura de funcionamiento aplicando la tecnología de ingeniería de producción que la empresa japonesa ha acumulado en el negocio de componentes electrónicos.
Como resultado, TDK ha logrado desarrollar un material para la nueva batería de estado sólido con una densidad de energía significativamente mayor que sus baterías de estado sólido convencionales producidas en masa, CeraCharge.
La intrincada estructura en capas de la batería y el mecanismo de almacenamiento de carga muestran astutas transiciones de fase dentro de sus materiales activos.
En comparación con las baterías tradicionales de electrolito líquido, las baterías de estado sólido son más seguras, más livianas y ofrecen una vida útil más larga y una carga más rápida.
También podrían ser potencialmente más baratas en el futuro, allanando el camino para su uso en teléfonos inteligentes e incluso vehículos eléctricos.
Lo no tan bueno de estas baterías
El uso de material cerámico en estas baterías de estado sólido significa que las baterías más grandes podrían ser más frágiles.
Esto, a su vez, provocará un rendimiento insuficiente, una durabilidad deficiente y problemas de seguridad.
Aún así, el avance del diseño de TDK representa un paso importante en la realización comercial de baterías de estado sólido.
Por ahora, TDK está avanzando en el desarrollo de las celdas de la batería y el diseño de la estructura del paquete y luego avanza hacia la producción en masa de baterías de estado sólido que reemplazarán las baterías existentes en forma de moneda que se encuentran en dispositivos portátiles y otros dispositivos portátiles pequeños.
Mientras tanto, estaremos atentos al desarrollo de baterías de estado sólido más grandes para teléfonos inteligentes y vehículos eléctricos.
Qué son las baterías de estado sólido
Las baterías de iones de litio de las que dependemos en nuestros teléfonos, computadoras portátiles y automóviles eléctricos tienen un electrolito líquido, a través del cual los iones fluyen en una dirección para cargar la batería y en la otra cuando se está agotando.
Las baterías de estado sólido, como su nombre indica, sustituyen este líquido por un material sólido.
Una batería de iones de litio suele tener un electrodo de grafito, un electrodo de óxido metálico y un electrolito de sal de litio disuelto en algún tipo de disolvente.
En las baterías de estado sólido, es posible encontrar uno entre una gran cantidad de materiales prometedores que reemplazan al litio, incluidas la cerámica y los sulfuros.
Estos dispositivos serán más livianos y potentes que las baterías actuales, lo que brindará a los autos eléctricos una autonomía de 1200 kilómetros con un tiempo de carga. de apenas 10 minutos.
Las baterías de estado sólido también presentan ventajas técnicas, logísticas y económicas.
La eliminación del electrolito líquido hace que las baterías sean menos susceptibles a incendios, por ejemplo.
Mientras que las baterías de litio convencionales se cargan rápidamente hasta el 80 por ciento de su capacidad, desde allí se cargan lentamente hasta el 100 por ciento.
