Dichos electrodos podrían aumentar la capacidad de almacenaje de las baterías entre un 10 y un 30 por ciento, mientras que su coste de fabricación sería sólo ligeramente mayor, afirma Scott Elrod, director del Laboratorio de Sistemas de Hardware en el PARC. La tecnología podría aplicarse también a las baterías de metal-aire, que podrían almacenar más energía que cualquier otro dispositivo en el mercado hoy día.
El mayor desafío para los vehículos eléctricos sigue siendo el hecho de reducir el tamaño y el coste de las baterías. Para poder competir con los vehículos convencionales, según estiman algunos expertos, los costes de la batería tienen que bajar en un 75 por ciento. Y si las baterías pudieran almacenar más energía, los fabricantes podrían utilizar menos cantidades, ahorrando así dinero.
En la fabricación de baterías de litio-ion convencionales, los materiales de los electrodos se aplican en forma de mezcla líquida a unas hojas de metal. El grosor del electrodo está limitado por la velocidad a la que los iones de litio pueden salir del material para llegar a un electrolito. En el nuevo enfoque del PARC, el material del electrodo, junto con un material de alta conductividad (la empresa no se especifica cuál), se verá forzado a través de una boquilla de impresión plana. La boquilla alineará los materiales y los dibujará en franjas alte as, cada una ellas potencialmente tan delgada como un cabello humano.
El material conductor le daría a los iones de litio más caminos por los que viajar, lo que permite que el electrodo sea más grueso, mientras que se mantiene su capacidad para ofrecer ráfagas de energía rápidamente, y sin menoscabar la capacidad de la batería para almacenar energía. Alrededor de la mitad de una batería convencional de ión-litio se compone de materiales que no almacenan energía. Cada capa de material del electrodo requiere un separador de hoja de metal y una película de polímero. Al usar electrodos más gruesos, serían necesarias menos capas, aumentando así la densidad de energía de la batería.
El trabajo se encuentra todavía en una fase inicial, pero el concepto básico de impresión se ha podido demostrar gracias a un método para la impresión de finas líneas de plata sobre células solares desarrollado en el PARC; este método está siendo comercializado por un gran fabricante solar, según afirma Elrod. Los investigadores del PARC hasta ahora sólo han ejecutado simulaciones para determinar el aumento potencial de energía en las baterías.
Una serie de obstáculos deben superarse dentro del desarrollo de la tecnología. Por ejemplo, los materiales conductores deben ser compatibles con el material del electrodo y con los electrolitos en la célula, para garantizar la vida de la batería. La viscosidad de la pasta del electrodo y los métodos de curado utilizados tendrán que ser optimizados para asegurar que los cabezales de impresión no se atascan y los materiales no se quiebran.
Finalmente, el método podría ser adaptado para las baterías de metal-aire, en las que el material del electrodo tiene que estar en contacto con el aire. Los investigadores imprimirían los materiales del electrodo con un material de transporte aéreo hidrofóbico, como por ejemplo el teflón.