Investigadores surcoreanos duplican la densidad energética de las baterías
Un equipo de expertos de POSTECH, KAIST y la Universidad Nacional de Gyeongsang publicó los resultados de su investigación en diciembre de 2025 en la revista científica Materiales avanzados. Aunque el término 'sin ánodo' no es técnicamente preciso -ya que la pila sigue teniendo un terminal positivo y otro negativo- se ha convertido en un estándar en la industria de las pilas. Esto se debe a que las pilas "sin ánodo" eliminan la necesidad de las instalaciones tradicionales de producción de ánodos y el procesamiento de grafito o silicio. El ánodo restante, que se forma durante la carga, está formado por metal.
En otras palabras: los iones de litio se depositan directamente sobre el colector de corriente durante el proceso de carga, que suele estar hecho de cobre para el ánodo. "Al eliminar componentes innecesarios, se dispone de más espacio para el almacenamiento de energía, algo similar a llenar un depósito del mismo tamaño con más combustible", subrayan los investigadores coreanos de la batería, destacando las ventajas de este enfoque. El fabricante japonés Panasonic también tiene previsto introducir en el mercado este tipo de pilas sin ánodo para finales de 2027.
Sin embargo, este diseño de célula, que utiliza una lámina de cobre puro como ánodo en lugar de un revestimiento de grafito y/o silicio, presenta varios retos. La deposición irregular de litio puede dar lugar a la formación de estructuras afiladas en forma de aguja denominadas dendritas, que aumentan el riesgo de cortocircuitos y los peligros potenciales para la seguridad. Si las dendritas dañan la película separadora, puede producirse un cortocircuito. Además, las cargas y descargas repetidas pueden dañar la superficie de litio, reduciendo rápidamente la vida útil de la batería.
Según sus propias declaraciones, el equipo de investigación surcoreano adoptó un doble enfoque para abordar estos problemas. Para evitar la distribución aleatoria del litio, utilizaron un "material huésped reversible" consistente en un armazón polimérico con nanopartículas de plata distribuidas uniformemente. Con ello se pretende garantizar que los iones de litio se depositen en lugares específicos, reduciendo así el riesgo de formación de dendritas. "En términos sencillos, actúa como un aparcamiento exclusivo para el litio, garantizando una deposición ordenada y uniforme", afirma el anuncio.
Como segunda medida, se desarrolló un electrolito especial para mejorar aún más la estabilidad mediante la formación de una "fina pero robusta capa protectora sobre la superficie del litio". "Esta capa actúa como un esparadrapo sobre la piel, impidiendo el crecimiento de dendritas dañinas al tiempo que mantiene abiertas las vías para los iones de litio", explican los investigadores.
Se dice que este sistema combinado ha dado unos resultados extraordinarios. "Con una capacidad areal elevada (4,6 mAh cm-²) y una densidad de corriente (2,3 mA cm-²), la batería conservó el 81,9 por ciento de su capacidad inicial después de 100 ciclos y alcanzó una eficiencia coulómbica media del 99,6 por ciento", informan los investigadores. "Estos resultados permitieron al equipo alcanzar el récord de densidad energética volumétrica de 1.270 Wh/L en baterías de litio metal sin ánodo". Es importante destacar que estos resultados no sólo se lograron con pequeñas celdas de laboratorio, sino que también se confirmaron en celdas de bolsa más grandes, incluso con un cátodo NMC811, que es comparable a la tecnología utilizada en los vehículos eléctricos actuales.
"Este trabajo representa un avance significativo al abordar simultáneamente los problemas de eficiencia y vida útil de las baterías de litio-metal sin ánodo", afirma el profesor Soojin Park, según el anuncio. El profesor Tae Kyung Lee añade: "Nuestro estudio demuestra que el diseño de electrolitos basados en disolventes disponibles en el mercado puede lograr tanto una alta movilidad de los iones de litio como una gran estabilidad interfacial".
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