Un equipo del Instituto Max Planck ha revelado los mecanismos detrás de los cortocircuitos que impiden la comercialización de las baterías de estado sólido, una tecnología prometedora para dispositivos como smartphones y vehículos eléctricos. Publicaron sus hallazgos en la revista Nature. Estas baterías, que ofrecen mayor densidad energética, mayor seguridad y vida útil más larga que las baterías de iones de litio actuales, se ven afectadas por la formación de dendritas durante la carga. Estas estructuras microscópicas penetran el electrolito sólido, provocando cortocircuitos.
La investigación determinó que los electrodos de metal de litio generan estrés hidrostático que provoca estrés de tracción en el electrolito sólido, lo que resulta en fracturas. Contrariamente a la intuición, el metal de litio, aunque blando, es capaz de fracturar el electrolito cerámico rígido, similar a un chorro de agua penetrando una roca. Los investigadores utilizaron técnicas avanzadas de caracterización de materiales bajo condiciones de vacío y temperaturas criogénicas para analizar el estado de estrés y la actividad plástica de las dendritas.
El equipo ahora se enfoca en desarrollar estrategias para prevenir o retrasar estas fracturas, como aumentar la resistencia del electrolito sólido, introducir micro-vacíos o aplicar recubrimientos protectores a los electrodos de litio. Este avance fundamental es crucial para convertir la tecnología de baterías de estado sólido en una realidad práctica.