Las baterías de ión-litio siguen funcionando aún cuando se hacen nudos con ellas o se tratan con poco cuidado. El novedoso diseño no proporciona demasiada energía, pero los investigadores de la empresa se encuentran desarrollando fórmulas más eficientes y afirman que las baterías cable de ión-litio podrían estar listas para producirse a escala dentro de unos cinco años.
Ya se han fabricado otros tipos de baterías flexibles, pero normalmente en forma de láminas, lo que limita lo que los diseñadores pueden hacer con ellas y su capacidad de almacenamiento energético, según Je Young Kim, director general de investigación y desarrollo de baterías en LG Chem.
El equipo de Kim ha encontrado una forma de superar estas limitaciones con un diseño de electrodo en espiral, con forma de muelle, que incorpora los materiales inorgánicos que se usan en las pilas de ión-litio convencionales.“Esta estructura permite que el aparato compense cualquier distorsión mecánica exte a al mismo tiempo que mantiene su integridad estructural y permite a la batería una mayor flexibilidad en tres dimensiones”, explica. El prototipo de batería cable de LG Chem se describe en línea este mes en la revista Advanced Materials.
Para crear la batería, los investigadores empezaron con finos hilos de alambre de cobre cubiertos de níquel y estaño, que son dos materiales activos para electrodos. El grupo de LG tejió hebras de cable para formar un hilo de metal y luego enrolló el hilo alrededor de una vara circular. Después se retiró la vara y se estiró la espiral para crear un muelle fuerte, de un milímetro de diámetro, que sirviera tanto de columna estructural de la batería como de ánodo.
A continuación, el grupo de Kim enrolló el resto de los componentes de la batería alrededor del ánodo, incluyendo un cable de aluminio como base del cátodo. Después pasaron la batería por un compuesto viscoso que contenía material de cátodo de óxido de litio-cobalto, la secaron y la envolvieron en capas protectoras. Para completar la batería, el grupo de LG vertió dentro un electrolito líquido que conduce los iones y electrones al cargar y descargar la batería.
Una batería cable de unos 25 centímetros de longitud puede dar energía a un diminuto iPod shuffle de cuarta generación durante 10 horas al mismo tiempo que se retuerce y se dobla. Kim afirma que, comparada con otras baterías flexibles, la descarga de las baterías cable es relativamente estable en condiciones de estrés. El buen rendimiento de la batería incluso estando anudada es “sorprendente”, afirma Ray Baughman, director del Instituto de Nanotecnología en la Universidad de Texas, Dallas (Estados Unidos). “Es maravillosamente creativo”.
“Las baterías cable se podrían tejer como textiles, se les podría dar forma como pulseras, collares, cinturones y demás”, enumera Kim.
“Crear nuevas formas posibles para las baterías ayuda a los diseñadores a ampliar la ecuación de la potencia” para los aparatos móviles, afirma Max Burton, director de diseño industrial en la empresa Frog Design de San Francisco (EE.UU.). Las baterías no han seguido el ritmo de las innovaciones en los aparatos móviles, lo que ha generado para los diseñadores la tarea de encontrar formas de ahorrar energía. Las baterías cable muy flexibles podrían reconfigurarse en toda una variedad de formas. Los diseñadores podrían integrarlas en unos auriculares o en una funda de teléfono, sostiene Burton.
El grupo de Kim espera potenciar el rendimiento de las baterías cable. LG Chem está trabajando en varios aspectos del diseño de esta, entre ellos, está probando nuevos materiales para el ánodo, para que pueda descargar energía más rápido. Kim explica que la empresa también está trabajando para asegurarse de que las baterías serán seguras si, por ejemplo, un usuario las corta por accidente.