Las baterías de litio-metal han sido por décadas una promesa tentadora para el mundo de la movilidad eléctrica. Su potencial es evidente: mayor densidad energética, más autonomía y una arquitectura más eficiente. Pero como suele pasar en la ciencia aplicada, el diablo está en los detalles, y en este caso, el problema tenía nombre propio: dendritas. Estas estructuras en forma de árbol crecen en la superficie del litio durante la carga y pueden provocar cortocircuitos, pérdida de capacidad e incluso riesgos de seguridad.
Hasta ahora, este fenómeno había limitado drásticamente el uso de litio metálico como ánodo en baterías, obligando a la industria a conformarse con soluciones como el grafito. Sin embargo, investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST), en colaboración con LG Energy Solution, han presentado un avance que podría cambiar las reglas del juego: un nuevo electrolito líquido inhibidor de cohesión.
El papel del electrolito en el equilibrio interno de la batería
Para entender el logro, hay que imaginar el funcionamiento interno de una batería como una autopista de dos carriles por donde viajan iones de litio de un lado a otro. En el caso de las baterías de litio-metal, el problema ocurre cuando esa autopista tiene baches o desniveles que generan tráfico desigual, haciendo que los iones se acumulen en ciertas zonas y formen dendritas.
El equipo de investigación del Frontier Research Laboratory (FRL) descubrió que esta formación desigual se debe a una cohesión interfacial no uniforme entre el litio metálico y el electrolito durante la carga rápida. Para corregirlo, diseñaron un electrolito con una estructura anónica (es decir, con carga negativa) que reduce la afinidad de unión con los iones de litio, distribuyéndolos de forma más pareja.
El resultado es que, incluso bajo condiciones de carga acelerada, los dendritas no logran desarrollarse. Esto abre la puerta a baterías con mayor seguridad, mejor vida útil y, sobre todo, tiempos de carga que compiten con una parada para repostar gasolina.
Prestaciones que superan al litio-ion convencional
Según los datos presentados por los investigadores, estas nuevas baterías de litio-metal no solo eliminan el problema de las dendritas, sino que permiten alcanzar una autonomía de hasta 800 kilómetros con una sola carga. En comparación, las baterías de litio-ion actuales rara vez superan los 600 km sin recurrir a diseños o empaquetados especiales.
A esto se suma una capacidad de carga ultrarrápida: apenas 12 minutos para una carga completa. Esto representa un avance radical respecto a los tiempos actuales, que suelen oscilar entre 30 minutos y una hora incluso con cargadores de alta potencia.
La investigación, publicada en la revista Nature Energy, también señala que la nueva batería puede mantener su rendimiento durante más de 300.000 kilómetros, lo que la convierte en una opción viable y duradera para aplicaciones en vehículos eléctricos.
Una colaboración que rinde frutos
Este avance es fruto de cuatro años de colaboración entre LG Energy Solution y KAIST a través del laboratorio FRL. Lo destacable aquí no es solo el resultado científico, sino el modelo de trabajo conjunto entre industria y academia. Esta alianza ha permitido atacar un problema técnico desde distintos ángulos: el diseño molecular del electrolito, la caracterización de superficies y la evaluación electroquímica en condiciones reales.
Según Je-Young Kim, CTO de LG Energy Solution, este proyecto es un ejemplo del tipo de colaboraciones que pueden acelerar el desarrollo de tecnologías de baterías de nueva generación. Por su parte, el profesor Hee Tak Kim destacó que comprender la estructura interfacial ha sido clave para resolver uno de los mayores obstáculos técnicos que enfrentaba esta tecnología.
Implicaciones para el futuro de la movilidad eléctrica
El anuncio de este nuevo electrolito llega en un momento crucial para la industria automotriz, que está presionada por regulaciones medioambientales, competencia global y una creciente demanda por vehículos eléctricos con mayor autonomía y tiempos de carga reducidos.
Si bien el desarrollo aún está en fase experimental, sus resultados sugieren que podría estar próximo el día en que cargar un coche eléctrico tome lo mismo que hacer una parada para tomar un café. Esto podría eliminar una de las barreras más persistentes para la adopción masiva de coches eléctricos: la ansiedad por la autonomía y la espera para cargar.
De consolidarse, esta tecnología podría redefinir los estándares de las baterías utilizadas en transporte, permitiendo diseños más ligeros, mayor eficiencia y nuevos modelos de infraestructura para carga rápida en ciudades y carreteras.
