Protección de la batería: Esta micrografía muestra un material en polvo con una nanoestructura (a la derecha) capaz de mejorar su conductividad.
Un electrolito desarrollado por investigadores de Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL, por sus siglas en inglés) podría permitir crear baterías de ión-litio que almacenen de cinco a diez veces más energía y sean más seguras que las que recientemente se incendiaron en el Dreamliner 787 de Boeing.
Aunque la causa del incendio del avión Boeing aún no ha sido determinada, la compañía podría haber reducido el riesgo de incendio si hubiera elegido una composición química más segura para el electrodo. Pero habría tenido menos opciones para el electrolito, que es el material que permite que la corriente fluya a través de una batería. Las baterías de ión-litio, incluso las que utilizan electrodos relativamente seguros, todavía utilizan electrolitos líquidos inflamables.
Los electrolitos sólidos serían mucho más seguros, pero hasta ahora ha sido difícil producirlos con una capacidad conductora suficiente para su uso en baterías. Los investigadores del ORNL, en un trabajo publicado en el último número de Jou al of the American Chemistry Society, afirman poseer un método sencillo para crear una forma nanoestructurada de un electrolito sólido. La nanoestructura mejora la conductividad del material 1.000 veces, lo suficiente como para que sea útil en las baterías de ión-litio. Los investigadores también demostraron que el nuevo material es compatible con electrodos de alta energía.
El electrolito sólido no es tan conductor como el líquido, pero los investigadores señalan que pueden compensar la diferencia creando un tipo de electrolito muy fino, entre otras cosas. Incluso entonces, las baterías puede que no se cargasen más rápidamente o proporcionasen los mismos aumentos (estallidos) de energía posibles con los electrolitos líquidos, pero esto no supondría un problema en muchas aplicaciones, por ejemplo en coches eléctricos, donde el gran número de células de batería hace que sea fácil alcanzar resultados adecuados en lo que se refiere a los aumentos de energía.
El electrolito sólido no solo hace que las baterías sean más seguras, también podría permitir el uso de materiales de mayor energía en los electrodos. Como resultado, aunque la velocidad a la que estas baterías ofreciesen su potencia podría ser menor que la de las baterías de ión-litio actuales, la cantidad total de energía que pueden almacenar sería mucho mayor. Una batería mucho más pequeña podría utilizarse para ahorrar espacio y peso en los aviones, y reducir considerablemente el coste de los vehículos eléctricos.
El electrolito sólido puede ser especialmente adecuado para las baterías de azufre-litio, que pueden almacenar una gran cantidad de energía pero acarrean problemas de seguridad y no pueden recargarse las veces suficientes para durar toda la vida de un coche. Los electrodos de litio-metal pueden provocar cortocircuitos e incendios en la batería. El electrolito sólido ayuda a estabilizar el metal de litio y sirve como barrera para evitar cortocircuitos. Los electrodos de azufre en estas baterías también se degradan cuando se utilizan con electrolitos líquidos, ya que parte del azufre se puede disolver en el líquido y acabar perdiéndose. Esto es algo que se evita en los electrolitos sólidos.
El trabajo está todavía en una etapa temprana. Hasta ahora, los investigadores solo han producido células de prueba pequeñas, de media pulgada (1,2 centímetros), y los resultados que demuestran la compatibilidad con las baterías de azufre-litio aún no se han publicado.