Hace décadas que los científicos saben que las baterías de metal de litio ofrecen una potente combinación de densidad energética y tamaño compacto. Por desgracia, estas también presentan retos: son difíciles de recargar y tienen la desafortunada tendencia de acabar en llamas.

La start-up de Massachusetts (EEUU) SolidEnergy Systems, una spin-off del laboratorio del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) dirigido por Donald Sadoway en 2012, afirma haber resuelto estos problemas con una novedosa estructura de ánodo y un electrolito híbrido. El fundador de SolidEnergy Systems, Qichao Hu, demostró un prototipo por primera vez el pasado otoño que tiene la mitad del tamaño de la batería de un iPhone 6 y ofrece más vida útil de batería por carga. La empresa dice que empezará a vender estas baterías para smartphones para principios del próximo año, y para vehículos eléctricos en 2018. Aunque primero se dirigirá a un mercado más especializado: los drones.

Específicamente, Hu apunta a los drones de gran altitud y los globos que están siendo desarrollados para proporcionar acceso wifi en zonas remotas. "Necesitan alimentarse con baterías, pero su duración actual es muy baja y las baterías pesan". La nueva batería de SolidEnergy Systems, afirma, proporciona "la misma capacidad en la mitad de volumen y la mitad de peso".

Foto: El pasado otoño, SolidEnergy Systems demostró un prototipo que tiene la mitad del tamaño de una batería de iPhone 6 pero proporciona más vida útil por carga. Crédito: SolidEnergy Systems.

Vender baterías a fabricantes de drones podría representar una ingeniosa vía de entrada para una nueva empresa de baterías, muchas de las cuales han tenido problemas para competir con proveedores establecidos como Panasonic, que tiene un contrato multimillonario para proveer baterías al fabricante de vehículos eléctricos Tesla. Pero mientras que la tecnología de SolidEnergy Systems es novedosa, no se ha demostrado aún a la escala necesaria para hacerse con una cuota del creciente mercado de drones, por no hablar de los móviles y vehículos eléctricos.

Las baterías de iones de litio, que se encuentran en la vasta mayoría de los móviles y vehículos eléctricos actuales, emplean una variedad de compuestos de óxido de litio para el cátodo y un material distinto al litio (normalmente grafito) para el ánodo. Las baterías de metal de litio, en cambio, emplean un ánodo metálico de litio. Hace mucho que se sabe que las baterías de metal de litio ofrecen densidades energéticas mayores, pero su volatilidad las hace problemáticas.

El producto de SolidEnergy Systems es una batería de metal de litio con un fino ánodo de alta capacidad energética hecho con una lámina de metal de litio, en lugar del grafito más habitual. Aunque la innovación clave de la empresa reside en el electrolito. Para reducir la tendencia del ánodo de volverse "musgoso", o, en otras palabras, cubrirse de bultitos que tienden a provocar cortocircuitos, la empresa ha desarrollado un electrolito híbrido. Este sistema consta de un delgado recubrimiento sólido para el ánodo, que protege el metal de litio e impide que reaccione con el volátil electrolito, y un electrolito líquido dentro del cátodo, que ayuda a que la batería opere a temperaturas más bajas. 

La eficacia de la tecnología resulta difícil de juzgar en estos momentos porque Hu no ha publicado su trabajo en una revista científica. Y SolidEnergy Systems ahora se enfrenta al reto que ha hecho descarrilar a tantas prometedoras start-ups de baterías: llevar la tecnología al mercado.

Hu lanzó SolidEnergy Systems justo cuando la start-up de baterías A123 se declaraba en bancarrota.El fundador recuerda: "No disponíamos instalaciones, financiación, ni laboratorios para desarrollar baterías". Una visita al laboratorio de A123 en Massachusetts dio paso a un inusitado acuerdo: la nueva empresa utilizaría la línea de fabricación de A123. Hu continúa: "Tenían unas buenas instalaciones para fabricar baterías y básicamente me enseñaron cómo fabricarlas". Cuando A123 fue adquirida por el conglomerado chino Wanxiang Group en 2013, Hu firmó un acuerdo para seguir utilizando las instalaciones. Ese acuerdo finalizará el próximo otoño, y SolidEnergy Systems se trasladará a unas instalaciones más grandes. 

Utilizar las instalaciones de A123, según Hu, obligó a SolidEnergy Systems a desarrollar un prototipo que pudiese ser fabricado con las herramientas estándar de fabricación de baterías de iones de litio. El responsable detalla: "Si hubiéramos tenido que construir nuestros propios laboratorios, nos habríamos centrado en los materiales, y básicamente habríamos tenido que desarrollar todo un proceso de fabricación en torno a ellos. Ese es el mayor problema para las empresas de baterías: empiezan con materiales muy interesantes, y después elaboran un proceso que no es escalable. En nuestro caso, sucedió al revés: tuvimos que diseñar un material que pudiésemos introducir en una línea de fabricación a gran escala".

Aun así, algunos cuestionan el ambicioso calendario de Hu. "Pasar de un prototipo funcional en octubre de 2014 hasta baterías de consumo a principios de 2017 y para vehículos eléctricos en 2018 son unos plazos increíblemente agresivos", apunta el director de Desarrollo de Negocios del fabricante de baterías Saft, Jim McDowall, en un correo electrónico.

Un nuevo informe de Lux Research ha concluido que para llevar una nueva tecnología de almacenaje energético a mercado son necesarios casi 900 millones de euros a lo largo de seis años.