La carrera per desenvolupar bateries d’estat sòlid per a cotxes elèctrics fa temps que va començar, però de moment cap fabricant ha aconseguit fer-les viables a gran escala. No obstant això, l’esfera científica continua investigant i Samsung ha publicat un estudi sobre aquesta mena de bateries d’electròlit sòlid amb les quals promet més seguretat, major vida útil i més rendiment.

Com? Utilitzant en l’ànode una capa composta per plata-carboni.

Un volum reduït i una vida útil de 1.000 càrregues

Els investigadors de Samsung (pots veure a tres d’ells en la imatge de portada) han volgut abordar un dels principals problemes als quals s’enfronten les bateries d’ions de liti convencionals: les dendrites que provoquen els ànodes de metall de liti.

Les dendrites són les cavitats internes que evidencien la deterioració de la bateria després de diversos cicles de càrrega i descàrrega i augmenten la seva inflamabilitat, i per tant redueixen la seguretat.

Actualment, totes les branques de recerca de bateries alternatives a les d’ions de liti se centren en resoldre tres problemes principals: densitat d’energia baixa (que indueix a una autonomia menor), problemes de seguretat (sobreescalfament i incendis) i una vida útil tala després de determinats cicles de càrrega i descàrrega, com ocorre amb les bateries de liti-sofre, que si bé gaudeixen d’una major densitat d’energia, tendeixen a tenir una vida útil més curta.

Per a abordar aquests temes els científics han de centrar el tir en l’ànode de la bateria, el càtode i el material electrolític a través del qual passen els ions carregats durant les fases de càrrega i descàrrega.

Segons explica el gegant sud-coreà, l’equip ha descobert recentment que la incorporació d’una capa de plata-carboni (Ag-C) en l’ànode d’una cel·la prototip va permetre que la bateria admetés una major capacitat, una vida útil més llarga i va millorar la seva seguretat general.

Amb 5 µm (micròmetres) de gruix, la capa de nanocompuesto Ag-C ultradelgada va permetre a l’equip reduir el gruix de l’ànode i augmentar la densitat d’energia fins a 900 Wh/L. De fet, els investigadors asseguren que aquest prototip de bateria permetria que un cotxe elèctric viatge fins a 800 km entre càrregues i presenta a més una vida útil de 1.000 càrregues.

Aquesta fina capa de plata-carboni també els va permetre, asseguren, fer el seu prototip aproximadament un 50% més petit en volum que una bateria d’ions de liti convencional.

De moment es tracta d’una altra recerca més que podria donar un impuls a les bateries d’estat sòlid. A la fi de 2019 el laboratori de bateries de la tecnològica IBM va descobrir un aliatge de materials que no precisa d’ingredients conflictius.

Així, aquest disseny de bateria utilitza un material de càtode lliure de cobalt i níquel, a més d’un electròlit líquid, la combinació del qual va demostrar una capacitat per a suprimir les dendritas de metall de liti durant la càrrega, reduint així la inflamabilitat.

IBM creu que aquesta nova bateria té un cost de desenvolupament més baix que el de les bateries d’ions de liti, un temps de càrrega més ràpid, major densitat d’energia, una alta eficiència energètica i baixa inflamabilitat.