LAS BATERIAS DE ESTADO SOLIDO

Una batería es un dispositivo que permite acumular energía. Su funcionamiento se basa en la conversión de la energía química almacenada en eléctrica. Una batería tiene tres elementos: un electrodo positivo o ánodo; un electrodo negativo o cátodo; y un electrolito que permite que los iones se muevan entre los electrodos. Este electrólito es un líquido o gel de carácter ácido y fácilmente inflamable. Los electrodos están separados por un material separador. Una batería está compuesta por un conjunto de celdas, por eso comúnmente se le llama pila.

 

Hasta principios de los años 50 o 60 del siglo XX la mayoría de las baterías eran de plomo ácido (baterías húmedas). Eran baterías necesitaban mantenimiento pues había que rellenar periódicamente con agua destilada la evaporada por el ácido sulfúrico.

Posteriormente surgieron las baterías sin mantenimiento donde el ácido era sustituido por un gel, también con características ácidas por lo que sigue siendo corrosivo. Estas baterías de níquel-hierro y níquel-cadmio eran poco eficientes, lentas de cargar y se descargaban fácilmente. Además, estas últimas al llevar cadmio eran muy contaminantes, ya que el cadmio al igual que el plomo es altamente tóxico.

Las baterías de niquel-metal hidruro sustituyeron el cadmio por un cátodo de hidruro metálico por lo que además de ser mas baratas y no tener efecto memoria no contaminan tanto.

Las baterías de litio suelen emplear como electrólito una solución de sales de litio encargada de transmitir los iones entre los polos. Luego el electrólito es líquido o gel que facilita el desplazamiento de los iones, con los peligros que eso lleva.

Estas dos últimas son las que mas se emplean actualmente siendo la tendencia a utilizar baterías de litio, aunque algunos fabricantes como Toyota utilizan en algunos modelos de vehículos híbridos, baterías de metal-hidruro modificadas, de alto rendimiento y seguridad.

Y es aquí cuando entramos en el problema de la seguridad. En general, aunque los fabricantes garantizan gran seguridad, esta no es al 100% ya que se han dado casos, muy pocos relativamente, de incendiarse baterías e incluso de explotar.

Las futuras baterías de estado sólido sustituirán ese líquido por un elemento sólido de metal de litio, óxidos cerámicos o vidrios de sulfuro que cumplirá con la misma función, pero con muchas más ventajas. Entre ellas:

• Menor tamaño ya que la separación de los electrodos será mas delgada y no necesitaran separador.
• Mayor capacidad ya al tener menos separación entre electrodos las celdas son más delgadas y caben mas en el mismo tamaño.
• Menor peso y tamaño. 
•  Menor tiempo de recarga.
• Vida útil más larga.
• Mayor seguridad ya que no explotarán ni arderán.

Si a ello unimos el empleo como el grafeno, los iones de sodio y otros nuevos materiales, podemos aventurar que de aquí a pocos años, dos o tres como máximo, tendremos coches eléctricos con una autonomía de 1000 km, que se podrán recargar en 5 o 10 minutos. Estas baterías serán mas ligeras, seguras y baratas, y más fáciles de reciclar.

Un saludo

Angel Romero