es.wedoany.com Noticia: El Instituto Fraunhofer de Tecnología Láser (Fraunhofer ILT) en Alemania está desarrollando varios procesos láser para apoyar la transición de las celdas de batería de estado sólido del laboratorio a la producción industrial. La investigación abarca la sinterización láser de electrolitos sólidos, la estructuración láser de interfaces y el corte láser de láminas de litio metálico.
Las baterías de estado sólido pueden lograr una mayor densidad de energía gracias al ánodo de litio metálico, con una capacidad específica de hasta 3860 mAh/g, muy superior a la de los ánodos de grafito tradicionales. El electrolito sólido ofrece mayor seguridad y un rango de temperatura de operación más amplio. Stoyan Stoyanov, físico del departamento de corte del Fraunhofer ILT, señala: "La ventaja clave de las baterías de estado sólido es su seguridad intrínseca. Al no utilizar electrolito líquido, no existe riesgo de fugas o incendios por calor. Además, la alta estabilidad mecánica de muchos electrolitos sólidos suprime la formación de dendritas de litio, que son la principal causa de cortocircuitos internos en las celdas tradicionales."
En cuanto a los electrolitos sólidos, materiales cerámicos de óxido como el LLZO (litio-lantano-circonio-titanio) requieren sinterización a unos 1200°C, lo que a menudo provoca pérdida de litio y formación de fases secundarias. Florian Ribbeck, del grupo de Funcionalización a Alta Temperatura del Fraunhofer ILT, indica: "Otro cuello de botella es la interfaz entre el electrolito y el ánodo. Una alta resistencia interfacial reduce el rendimiento y aumenta el riesgo de deposición y desprendimiento desigual de litio. Dominar esta química interfacial es fundamental para fabricar celdas estables y de larga duración." Los investigadores utilizan pulsos láser ultracortos en el rango de femtosegundos para introducir microestructuras en la superficie del electrolito sólido, demostrando que pueden generar estructuras reproducibles en un rango de unos 30 micrómetros, aumentando así el área de contacto efectiva y reduciendo la impedancia interfacial. El instituto también estudia procesos de corte láser para láminas de litio metálico, realizando cortes sin contacto en un entorno de argón puro con un punto de rocío inferior a -70°C, y evaluando la idoneidad de láseres de pulso ultracorto de picosegundos frente a láseres de nanosegundos.
Actualmente, empresas como Toyota, BYD, Samsung SDI y SVOLT han anunciado cronogramas para iniciar la producción piloto a partir de 2027. Mercedes-Benz y Stellantis están probando conceptos semisólidos, y Nissan está construyendo una planta piloto en Yokohama. Los análisis preliminares sugieren que la tasa de desechos en las primeras etapas de industrialización podría alcanzar hasta el 30%. Stoyan Stoyanov opina: "En un futuro previsible, las baterías de estado sólido coexistirán con las celdas de iones de litio tradicionales, sirviendo principalmente a aplicaciones de alta exigencia en la industria automotriz, como el mercado de automóviles de lujo."
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