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TDK de Japón afirma haber logrado un gran avance en los materiales utilizados en sus pequeñas baterías de estado sólido, y el proveedor de Apple predice aumentos significativos en el rendimiento de dispositivos que van desde auriculares inalámbricos hasta relojes inteligentes.
El nuevo material proporciona una densidad de energía (la cantidad que se puede comprimir en un espacio determinado) de 1.000 vatios-hora por litro, que es aproximadamente 100 veces mayor que la batería actual de TDK en producción en masa. Desde que TDK lo introdujo en 2020, los competidores han avanzado y han desarrollado pequeñas baterías de estado sólido que ofrecen 50 Wh/l, mientras que las baterías de botón recargables que utilizan electrolitos líquidos tradicionales ofrecen alrededor de 400 Wh/l, según el grupo.
“Creemos que nuestro material recientemente desarrollado para baterías de estado sólido puede hacer una contribución significativa a la transformación energética de la sociedad. Continuaremos el desarrollo hacia una comercialización temprana”, afirmó el director ejecutivo de TDK, Noboru Saito.
Las baterías que se producirán estarán hechas de un material totalmente cerámico, con electrolito sólido a base de óxido y ánodos de aleación de litio. La alta capacidad de la batería para almacenar carga eléctrica, dijo TDK, permitiría dispositivos de menor tamaño y tiempos de funcionamiento más prolongados, mientras que el óxido ofrecía un alto grado de estabilidad y, por tanto, seguridad. La tecnología de batería está diseñada para usarse en celdas de menor tamaño, reemplazando las baterías con forma de moneda existentes que se encuentran en relojes y otros dispositivos electrónicos pequeños.
El avance es el último paso adelante para una industria tecnológica que los expertos creen que puede revolucionar el almacenamiento de energía, pero que enfrenta obstáculos significativos en el camino hacia la producción en masa, particularmente en baterías de mayor tamaño.
Las baterías de estado sólido son más seguras, más ligeras y potencialmente más baratas y ofrecen un rendimiento más prolongado y una carga más rápida que las baterías actuales que dependen de electrolitos líquidos. Los avances en la electrónica de consumo se han filtrado a los vehículos eléctricos, aunque las químicas de las baterías dominantes para las dos categorías ahora difieren sustancialmente.
El material cerámico utilizado por TDK significa que las baterías de mayor tamaño serían más frágiles, lo que significa que el desafío técnico de fabricar baterías para automóviles o incluso teléfonos inteligentes no será superado en el futuro previsible, según la compañía.
Kevin Shang, analista de investigación senior de Wood Mackenzie, una firma de análisis y datos, dijo que las “propiedades mecánicas desfavorables”, así como la dificultad y el costo de la producción en masa, son desafíos para trasladar la aplicación de baterías basadas en óxido de estado sólido a teléfonos inteligentes.
Los expertos de la industria creen que el caso de uso más importante de las baterías de estado sólido podría ser el de los coches eléctricos, al permitir una mayor autonomía de conducción. Las empresas japonesas están a la vanguardia de la iniciativa para comercializar la tecnología: Toyota apunta a 2027, Nissan el año siguiente y Honda a finales de la década.
Los fabricantes de automóviles se centran en desarrollar electrolitos a base de sulfuros para vehículos eléctricos de largo alcance, un tipo de material alternativo al material a base de óxidos que ha desarrollado TDK.
Sin embargo, todavía hay escepticismo sobre la rapidez con la que se podrá implementar la tan publicitada tecnología, en particular las baterías más grandes necesarias para los vehículos eléctricos.
Robin Zeng, fundador y director ejecutivo de CATL, el mayor fabricante de baterías para vehículos eléctricos del mundo, dijo al Financial Times en marzo que las baterías de estado sólido no funcionaban lo suficientemente bien, carecían de durabilidad y aún tenían problemas de seguridad. CATL de Zeng se originó como una escisión de Amperex Technology, o ATL, que es una subsidiaria de TDK y es el principal productor mundial de baterías de iones de litio.
TDK, que se fundó en 1935 y se convirtió en una marca reconocida como marca líder de cintas de casete en las décadas de 1960 y 1970, tiene una larga experiencia en materiales y tecnología de baterías.
Tiene entre 50 y 60 por ciento de participación en el mercado mundial de baterías de pequeña capacidad que alimentan los teléfonos inteligentes y apunta a liderar el mercado de capacidad media, que incluye dispositivos de almacenamiento de energía y dispositivos electrónicos más grandes, como drones.
El grupo planea comenzar a enviar muestras de su nuevo prototipo de batería a los clientes a partir del próximo año y espera poder pasar a la producción en masa después de eso.