Científicos de la Universidad de Illinois Urbana Champaign han ideado un nuevo proceso de fabricación que les ha permitido construir un prototipo de microbaterías 3D usando litografía y electrodeposición.
Estas baterías de iones de litio vienen selladas con electrolitos en gel, siendo bastante seguras y por tanto menos propensas a fugas. Aunado a ello, se caracterizan por ofrecer una densidad de potencia máxima. Por ende, se hallan por encima de cualquier otra batería conocida hasta ahora en el mercado, según los investigadores.
Alimentan dispositivos inalámbricos que demandan mayor energía
Por lo general las microbaterías se elaboran con ánodos y catados delgados para ahorrar espacio en los dispositivos, sin embargo no tienen la potencia necesaria para alimentarlos y garantizar su autonomía por mucho tiempo. Ahora, esto podría cambiar gracias al estudio presentado por el investigador postdoctoral Pengcheng Sun y su equipo de trabajo.
“La respuesta podría parecer utilizar electrodos más gruesos, que podrían retener más energía en una huella confinada, pero eso por sí solo aumentará la ruta que deben recorrer los iones y electrones, reduciendo la energía. El uso de electrodos porosos 3D llenos de electrolito líquido puede acortar esta vía, pero es extremadamente difícil empaquetar tales microbaterías”, explica Sun.
10 veces más potentes que otras microbaterías del mercado
Sun y su equipo de investigación presentan unas novedosas baterías cuyas celdas tienen una densidad de energía de 1.24 julios por centímetro cuadrado y una potencia de 75.5 milivatios por centímetro cuadrado. Estos valores son diez veces mejor que el de las baterías disponibles actualmente en el mercado, según el estudio.
Incluso, estas microbaterías 3D alcanzan los 218 milivatios por centímetro cuadrado. Ubicándose muy por encima de los 200 que ofrecen las baterías de electrolito líquido en condiciones normales. En efecto, pueden proporcionar energía autónoma durante 132 días.
Estas características convierten a las microbaterías 3D en piezas muy atractivas para emplear en tecnologías de alto rendimiento.