Las baterías de estado sólido no contienen partes líquidas que puedan tener fugas o incendiarse. Por esta razón, no requieren enfriamiento, y se consideran mucho más seguros, más confiable, y más duraderas que las tradicionales baterías de iones de litio. Los científicos de Juelich han introducido ahora un nuevo concepto que permite corrientes hasta 10 veces mayores durante la carga y descarga que las descritas anteriormente en la literatura.

La baja corriente se considera uno de los mayores obstáculos en el desarrollo de baterías de estado sólido porque las baterías tardan un tiempo relativamente largo en cargarse. normalmente entre 10 y 12 horas en el caso de una batería completamente descargada. El nuevo tipo de célula que han diseñado los científicos de Jülich, sin embargo, tarda menos de una hora en recargarse.

"Con los conceptos descritos hasta la fecha, Solo eran posibles corrientes de carga y descarga muy pequeñas debido a problemas en las interfaces internas de estado sólido. Aquí es donde entra en juego nuestro concepto basado en una combinación favorable de materiales, y ya lo hemos patentado, "explica el Dr. Hermann Tempel, líder de grupo en el Instituto Juelich de Investigación en Energía y Clima (IEK-9).

En baterías de iones de litio convencionales, se utiliza un electrolito líquido, que normalmente contacta muy bien con los electrodos. Con sus superficies texturizadas, los electrodos absorben el líquido como una esponja, creando una gran área de contacto. En principio, dos sólidos no se pueden unir a la perfección. La resistencia de contacto entre los electrodos y el electrolito es correspondientemente alta. "Para permitir el mayor flujo de corriente posible a través de los límites de la capa, utilizamos materiales muy similares para producir todos los componentes. El ánodo cátodo, y el electrolito estaban todos hechos de diferentes compuestos de fosfato para permitir velocidades de carga superiores a 3C (a una capacidad de aproximadamente 50 mAh / g). Esto es diez veces más alto que los valores encontrados en la literatura, "explica Hermann Tempel.

El electrolito sólido sirve como un material portador estable al que se aplican electrodos de fosfato en ambos lados mediante el proceso de serigrafía. Los materiales utilizados tienen un precio razonable y son relativamente fáciles de procesar. A diferencia de las baterías de iones de litio convencionales, la nueva batería de estado sólido también está libre de sustancias tóxicas o nocivas.

"En las pruebas iniciales, la nueva celda de la batería fue muy estable durante 500 ciclos de carga y descarga y retuvo más del 84 por ciento de su capacidad original, ", dijo el Dr. Shicheng Yu." Todavía hay margen de mejora aquí. Teóricamente incluso debería ser factible una pérdida de capacidad de menos del 1 por ciento, "dijo Yu, que desarrolló y probó la batería como parte de un programa de financiación del Consejo de Becas de China (CSC) en el Instituto Jülich de Investigación sobre Energía y Clima (IEK-9).

Director del Instituto Prof. Ruediger-A. Eichel también está convencido de las ventajas del nuevo concepto de batería. "La densidad de energía ya es muy alta, alrededor de 120 mAh / g, incluso si sigue siendo ligeramente inferior al de las baterías de iones de litio actuales, "dice Eichel. Además del desarrollo para la electromovilidad, el portavoz del tema "almacenamiento de baterías" en la Asociación Helmholtz cree que las baterías de estado sólido también se utilizarán en otras áreas en el futuro:"Las baterías de estado sólido se están desarrollando actualmente con prioridad como almacenamiento de energía para los vehículos eléctricos de próxima generación. Pero También creemos que las baterías de estado sólido prevalecerán en otros campos de aplicación que requieren una larga vida útil y un funcionamiento seguro. como tecnología médica o componentes integrados en el área de la casa inteligente, "dice Eichel.