Baterías en estado sólido: ¿qué son y qué ventajas tienen frente a las de litio?

Tanto Samsung como LG las contemplan, aunque no todos los comentarios llegan de forma oficial sino que se deslizan a la prensa con delicadeza. La clave es que ambos han afirmado lo mismo en distintos momentos, como parte de un movimiento no coordinado que confirma que las baterías en estado sólido tendrán su sitio en el mercado y tratarán de cambiar el panorama actual.

Lo cambiarán porque ahora mismo el dominio de las baterías de ion litio sólo peligra por la llegada de las de polímeros de litio, pero a fin de cuentas se trata de la misma tecnología. Con las sólidas a poco tiempo de su debut toca hacerse varias preguntas, ¿qué son estas baterías? Y sobre todo, ¿en qué van a mejorar el actual mercado de pilas para teléfonos móviles? Veámoslo.

Qué son las baterías en estado sólido

Para comprender la necesidad de las baterías sólidas, o baterías en estado sólido, hay que explicar antes la actual tecnología de baterías de ion-litio, o las de polímero de litio. Se trata de baterías construidas a base de celdas del almacenamiento de energía, celdas que se llenan de un líquido encargado de transmitir los iones de los polos positivo al negativo.

Este líquido, además de bastante eficiente en este transporte de electricidad, es también inflamable. De ahí que la necesidad de eliminarlo no sólo llegue a consecuencia de la búsqueda de mayor capacidad para las actuales baterías, también es un problema de seguridad. Las nuevas baterías en estado sólido no utilizan componentes líquidos.

En su lugar, las baterías sólidas utilizan un compuesto sólido de metal de litio que cumple la misma función que el actual líquido de las baterías de iones pero que permite aumentar la densidad de las mismas. Algunas empresas implicadas en el desarrollo de estas futuras baterías, como Applied Materials (PDF), están empleando diversas capas de metal de forma que reducen fisuras.

El proceso de desarrollo de estas baterías ha ido mejorándose con el paso del tiempo y las investigaciones y de hecho, tal y como comentábamos en un principio, tanto Samsung como LG han dado plazos más o menos aproximados para su llegada al mercado. Veamos qué ventajas tendrían las baterías sólidas frente a las actuales de iones de litio.

Ventajas de las baterías sólidas frente a las de iones de litio

Antes mencionábamos el tema del aumento de la densidad, aunque esto lo comentaremos con más detalle en el apartado de la capacidad de las baterías. Las ventajas no residirían únicamente ahí sino que el compuesto sólido para estas baterías se calienta mucho menos que el líquido actual. Así que obtendríamos baterías más seguras y, de regalo, baterías "frías".

Esto supondría que transmitirían menos calor al propio smartphone, que ya genera suficiente calor por si solo con el funcionamiento del procesador, los diferentes chips insertados en su placa y, sobre todo, la pantalla. Con menos calor aportado por la propia batería, las nuevas pilas de litio sólido permitirían que el teléfono funcionase de forma más eficiente. Pero veamos las ventajas una a una.

¿Quieres autonomía? Toma dos tazas

Como comentábamos anteriormente, las baterías en estado sólido son más densas que las actuales baterías de ion-litio, hasta un 95% más densas, y permiten almacenar más energía. ¿Cuánta? Las actuales baterías de pruebas con resultados publicados hablan de hasta el doble de energía en el mismo tamaño. Eso supondría duplicar la capacidad de las actuales baterías, veamos algunos ejemplos para comprender de qué estamos hablando:

• El Galaxy S9 Plus pasaría de 3.500 mAh a 7.000 mAh
• El LG G7 podría contener una batería sólida de hasta 6.600 mAh
• El iPhone X sería capaz de almacenar hasta 5.432 mAh en su batería interna
• El Sony Xperia XZ2 tendría 6.360 mAh, no 3.180 mAh

Menos tiempo pegados al enchufe

Ante este aumento de energía cabe hacerse la segunda pregunta clave, la de los tiempos de carga. Si sustituir el componente líquido de las baterías actuales por un compuesto sólido de metal de litio duplica la capacidad, ¿lo hace también con la carga? Estamos de suerte pues las futuras baterías sólidas podrían cargarse a una velocidad seis veces superior a la actual.

Eso supondría que los tiempos de carga actuales se reducirían a un tercio de los mismos, y no sólo afectaría a las cargas normales de 5V y 2.1A sino también a las cargas rápidas de 9V, 12V y 15V. Quick Charge, Super VOOC, Dash Charge o Pump Express, entre otras, cargarían el triple de rápido. Las cargas rápidas se convertirían, por tanto, en ultrarrápidas y sin variar la tecnología, sólo cambiando unas baterías por otras.

Como antes con las capacidades, veamos en qué quedarían los tiempos de carga de las baterías sólidas con cifras simuladas (un tercio de los tiempos oficiales):

Adiós a las baterías "gastadas"

Si la batería evoluciona en su interior, es lógico que también lo hagan otros conceptos como la durabilidad. Lo que conocemos como vida útil de la batería, el tiempo que transcurre desde que empezamos a usarla hasta que se ha degradado tanto que conviene reemplazarla debido a la pérdida notable de su capacidad de almacenamiento de energía.

De nuevo estamos de enhorabuena, las baterías de metal de litio prometen en la actualidad multiplicar por cinco las actuales vidas útiles de las baterías de ion-litio. Así que si una batería oficial viene durando un promedio de casi dos años hasta que es necesario reemplazarla, pasaríamos a diez años de vida útil. En resumidas cuentas, cambiaríamos de teléfono y nos olvidaríamos de la batería para siempre.

Y por último, el drenaje pasivo

Las baterías se descargan las estemos usando o no, aunque si el dispositivo en cuestión está apagado el gasto de energía es mucho menor. Pero sea como fuere, los iones de litio están permanentemente perdiendo energía y es por ello que en ocasiones sacamos un dispositivo electrónico de un cajón después de haber pasado meses en él y no puede encenderse, ¿quién lo ha usado sin mi permiso? Nadie.

Las nuevas baterías en estado sólido de metal de litio también pierden electrones por sí mismas, pero el drenaje pasivo se reduce notablemente. El gasto energético de las baterías apagadas sería mucho menor y, por tanto, aguantarían más con energía para encenderse. Aunque si las queremos para nuestros teléfonos móviles, poco tiempo vamos a dejarlos descansar.

Como vemos, las baterías en estado sólido representarán mejoras más que interesantes para el mercado actual, sobre todo porque no alteran en absoluto el actual funcionamiento de los sistemas de carga o de los conectores de los propios teléfonos. La adaptación sería inmediata. Simplemente reemplazaríamos las baterías de iones de litio por las sólidas y a funcionar.

Pero hay otra mejora, aunque sea para el medio ambiente. Estas baterías permitirían otros compuestos en su construcción, como ánodos y cátodos de silicio, o incluso utilizar sodio o magnesio para borrar el litio de la ecuación. Seguro que el actual mercado, que ya empieza a notar que el litio va haciéndose más complejo de extraer, lo agradece.

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