Las dendritas también crecen dentro de las baterías de estado sólido
Las dendritas son un fenómeno problemático que limita la seguridad de las pilas: son diminutas estructuras metálicas de litio en forma de aguja. Pueden crecer sin control en el interior de la pila y provocar cortocircuitos devastadores. Hasta ahora, era de sentido común en la industria que el uso de electrolitos sólidos, como los utilizados en las prometedoras baterías de litio metálico de estado sólido, es una buena forma de suprimir el crecimiento de las dendritas.
Entre estos electrolitos sólidos también se encuentran los electrolitos a base de polímeros. Éstos se fabrican a base de plástico y realizan en las pilas la misma tarea que los electrolitos líquidos: transportan iones de litio entre el ánodo y el cátodo para que pueda circular la corriente.
Sin embargo, en los llamados experimentos de dispersión de rayos X de gran angular con nanoenfoque realizados por el equipo de la Universidad Técnica de Múnich en el Sincrotrón Alemán de Electrones DESY de Hamburgo, se descubrió que también pueden formarse dendritas en medio de electrolitos poliméricos sólidos. Se trata de un material que, en realidad, se supone que protege contra las dendritas, como explica el físico Fabian Apfelbeck, autor principal del estudio publicado en la revista Nature Communications.
Esta observación pone en tela de juicio un supuesto central en la investigación de las pilas, como explica el profesor Peter Müller-Buschbaum, de la Cátedra de Materiales Funcionales de la Universidad Técnica de Múnich: "Hasta ahora, se suponía que el crecimiento de dendritas se produce sólo en la interfase entre el electrodo y el electrolito. El hecho de que también aparezca lejos de esa interfaz nos sorprendió. Este nuevo conocimiento nos ayuda a desarrollar -y seguir mejorando- materiales en los que no se produzcan esos procesos de cristalización interna, lo que permite un almacenamiento de energía más eficaz, seguro y duradero."
Esto se debe a que la observación del crecimiento de dendritas en electrolitos sólidos presenta un reto clave para la industria: el descubrimiento demuestra que las baterías de estado sólido no están automáticamente a salvo de cortocircuitos a pesar de sus electrolitos sólidos. Por tanto, los desarrolladores deben replantearse los materiales, la estructura y los métodos de ensayo para construir baterías de nueva generación realmente estables y seguras.
Este artículo fue publicado por primera vez por Florian Treiß para la edición alemana de electrive.
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