Los dispositivos portátiles, como los relojes inteligentes y los monitores de salud, requieren baterías cada vez más flexibles para cumplir con las exigencias de su uso diario. Hasta hace poco, las baterías rígidas dominaban el mercado, pero con el auge de las tecnologías portátiles, la demanda de fuentes de energía más maleables se ha intensificado.
Una nueva generación de baterías podría satisfacer estas necesidades al combinar flexibilidad y rendimiento.
Históricamente, las baterías se diseñaron para proporcionar energía estable en carcasas rígidas, adecuadas para dispositivos estáticos. Sin embargo, con el desarrollo de las tecnologías portátiles, estas baterías ahora deben ser capaces de doblarse, estirarse y adaptarse a los movimientos del cuerpo humano.
Los primeros intentos para desarrollar baterías extensibles se enfrentaron a numerosos obstáculos, incluyendo una elasticidad limitada y una capacidad de almacenamiento de energía a menudo insuficiente. Los investigadores buscaron soluciones para mejorar estos dispositivos mientras mantenían su eficiencia energética.
Las baterías tradicionales a menudo están compuestas de electrolitos líquidos y componentes rígidos, lo que plantea problemas cuando se intenta hacerlas extensibles. Las soluciones propuestas hasta ahora frecuentemente involucraban el uso de materiales tejidos o estructuras plegables, pero estas prácticas presentaban limitaciones significativas. Entre las principales dificultades, se encuentra la inestabilidad de los electrolitos líquidos que se desplazan cuando la batería cambia de forma, así como la mala conexión entre las diferentes capas de la batería.
Recientemente, se ha realizado un avance significativo por parte de Wen-Yong Lai y su equipo, quienes han desarrollado una batería de iones de litio completamente extensible. Esta nueva batería se destaca por su composición: un electrolito sólido integrado en una capa de polímero, fusionada entre dos películas de electrodos flexibles. Esta estructura permite que la batería se estire hasta un 5000% de su longitud inicial mientras transporta eficientemente los iones de litio necesarios para la producción de energía. Los materiales utilizados, como el polidimetilsiloxano, otorgan una flexibilidad notable mientras mantienen el rendimiento de la batería.
Las pruebas realizadas en esta nueva batería muestran resultados prometedores. En comparación con una batería que utiliza un electrolito líquido tradicional, la versión extensible ofrece una capacidad de carga promedio aproximadamente seis veces mayor a una velocidad de carga rápida. Además, esta batería mantuvo una capacidad estable durante 67 ciclos de carga y descarga, lo que representa un avance significativo respecto a los prototipos anteriores. Estas prestaciones abren el camino a un uso más amplio de estas baterías en dispositivos portátiles y médicos.
A pesar de estos avances, quedan desafíos. La estabilidad a largo plazo y la durabilidad de estas baterías aún requieren mejoras para garantizar su uso en condiciones reales. Sin embargo, esta innovación marca un paso importante en el desarrollo de tecnologías portátiles más avanzadas y adecuadas a las necesidades de los usuarios. Con investigaciones adicionales, estas baterías podrían convertirse en la norma en los próximos años, transformando el panorama de las tecnologías portátiles.
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: ACS Energy Letters