La evolución, la transición y  electromovilidad sostienen y empujan el desarrollo de las nuevas tecnologías para apuntalar el crecimiento de las baterías. En la última década, los avances han permitido que los autos eléctricos vayan más rápido y tengan más autonomía ¿Qué viene ahora?

Ebenezer Ugorjiela presentó en Top Speed un ránking de las 10 innovaciones que traerá el mundo para las baterías más eficientes, livianas y seguras que puedan contener más carga y durar más.

1- Baterías de iones de litio de ánodo de silicio

Se trata de una batería de litio-silicio donde los portadores de carga son un ánodo de iones de litio y un ánodo de silicio. Debido a los materiales de silicio, la capacidad específica es mucho mayor. El silicio tiene un cambio de volumen del 400 por ciento y es altamente reactivo cuando está en estado cargado, por lo que las baterías comerciales lo utilizan para constituir aproximadamente el 10 por ciento del ánodo.

Panasonic se ha asociado con Sila Nanotechnologies, una nueva empresa que persigue el objetivo de sustituir el grafito en ánodos de iones de litio por ánodos de silicio de alto rendimiento. 

2- Baterías de estado sólido

La batería de estado sólido reemplaza los electrolitos líquidos o de gel de polímero que se encuentran en las baterías de iones de litio y de polímero de litio con electrodos sólidos y un electrolito sólido. Proporcionan soluciones para problemas de las baterías de iones de litio, como inflamabilidad, poca resistencia, voltaje limitado, rendimiento de ciclo deficiente y formación de interfase de electrolito sólido inestable, y logran una carga más rápida, un voltaje más alto y un ciclo de vida más largo.

La batería de estado sólido de Toyota de 745 millas está en proceso. CATL, BYD, Panasonic, Solid Power y Quantum Scape, se le suman en el desarrollo de este tipo de baterías.

3- Baterías de tungsteno y litio NanoBolt

Las baterías de tungsteno de litio NanoBolt mejoran la tecnología de baterías de litio existente . El almacenamiento general de energía de estas baterías, así como su tasa de recarga, se mejora mediante la adición de nanotubos multicapa de carbono y tungsteno. Estas capas de nanotubos aumentan el área de almacenamiento de iones y logran una alta eficiencia a través de la estructura de red que crean. Estas baterías pueden almacenar más energía que las tradicionales baterías de iones de litio.

4- Batería de litio-azufre

La batería de litio-azufre tiene una alta energía específica. Estas baterías tienen una densidad liviana como el agua principalmente debido a la combinación del peso atómico moderado del azufre y el peso atómico bajo del litio. A diferencia de las baterías de iones de litio convencionales, las baterías de litio-azufre reemplazan el cobalto con azufre, que tiene una mayor densidad energética. Esto le permite retener más energía. En comparación con el cobalto, el azufre es más abundante y rentable.

Según afirma el informe, como base del objetivo del futuro sostenible 2030, Stellantis y Lyten fabricarán baterías de litio y azufre  que tiene el potencial de aumentar el alcance promedio actual de la batería de aproximadamente 250 a 300 millas.

5-Batería de iones de litio de nueva generación

La “batería de iones de litio de próxima generación” (NGLB) es una nueva tecnología de batería que ofrecerá un rendimiento significativamente mejorado en términos de tiempo de carga y vida útil general. Se prevé que las celdas NGLB puedan mantener el doble o incluso el triple de carga en comparación con las baterías tradicionales de iones de litio. Esto significa que las baterías de las máquinas podrían durar hasta tres veces más que antes sin necesidad de un aumento sustancial de tamaño o peso.

6- Batería de hidrógeno metálico

La batería de metal-hidrógeno, también conocida como batería de níquel-hidrógeno, es una fuente de energía electroquímica recargable basada en níquel e hidrógeno que cuenta con un rendimiento superior debido a su capacidad y eficiencia. Ofrecen varias veces más energía que las actuales baterías de iones de litio y pueden alcanzar una eficiencia del 85 por ciento y una larga vida útil de unos 20.000 ciclos de carga .

7- Baterías de óxido de zinc-manganeso

Las baterías de óxido de zinc-manganeso (ZMO), una solución prometedora para el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía sostenibles, están compuestas por dos electrodos: un ánodo de zinc y un cátodo de óxido de manganeso. Esta combinación híbrida proporciona a las baterías ZMO una estabilidad excepcional, pero su menor densidad de energía es un gran inconveniente, ya que no puede almacenar suficiente carga en sus celdas para convertirlas en un competidor digno de las baterías de iones de litio .

8- Batería de iones de litio sin cobalto

CATL, el fabricante chino de baterías para vehículos eléctricos, pretende ser el primer productor de baterías de iones de litio sin cobalto. Comenzó a venderlas en 2021. Tesla también equipó casi la mitad de los vehículos que vendió en el primer trimestre de 2022 con baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) sin cobalto. Estas baterías de iones de litio sin cobalto utilizan nanopartículas, como silicio o carbono, como material del ánodo.

La batería de iones de litio sin cobalto tiene muchas ventajas. Investigadores del MIT diseñaron un nuevo material para baterías que incluye un cátodo orgánico en lugar de níquel o cobalto. Tienen mayor densidad de energía, tasas de carga y descarga y seguridad. 

9- Baterías de electrolitos de organosilicio

Las baterías de organosilicio son mucho más resistentes al fuego que las de iones de litio y tienen un rendimiento electroquímico mejorado. También tienen características superiores de seguridad y estabilidad. Cuando el electrolito de organosilicio se utiliza como cosolvente, puede aumentar la vida útil de la celda, la capacidad e, invariablemente, la autonomía de la batería.

La proyección del mercado afirma que el mercado de la tecnología del organosilicio crecerá un 64,8 por ciento interanual, de 28,2 millones de dólares en 2021 a más de 4 mil millones de dólares en 2031. 

10- Batería de iones de sodio (agua salada)

Una batería de agua salada es básicamente un recipiente de agua salada y dos electrodos que generan electricidad cuando se conectan a una fuente de energía externa. Los dos electrodos, normalmente de carbono, reaccionan con el electrolito de sulfato de sodio contenido en el agua salada y almacenan energía en forma de iones. Tienen una larga vida útil. No necesitan tanto mantenimiento como sus homólogos de iones de litio.