Con la evolución de las baterías de litio de estado sólido desde el concepto hasta los productos reales, la tecnología también ha madurado gradualmente. Sin embargo, aún queda un largo camino por recorrer antes de lograr una comercialización a gran escala. La distinción clave de las baterías de estado sólido es el uso de electrolitos de estado sólido, a diferencia de los electrolitos líquidos de las baterías de iones de litio convencionales.
Idealmente, los electrolitos de estado sólido deben demostrar una alta conductividad iónica y una baja conductividad electrónica. En general, se pueden clasificar en electrolitos de estado sólido inorgánicos, poliméricos y compuestos.
Los electrolitos inorgánicos de estado sólido son electrolitos típicos de estado sólido, libres de componentes líquidos y que exhiben una excelente estabilidad térmica, lo que resuelve fundamentalmente los problemas de seguridad. Poseen buena procesabilidad y se pueden producir con un grosor a escala nanométrica, comúnmente aplicado en baterías de película delgada. Estructuralmente, incluyen estructuras de perovskita NASICON, LISICON y ABO3.
Los electrolitos de estado sólido demuestran propiedades como alta conductividad iónica, amplia ventana de estabilidad electroquímica, facilidad de formación de película y tienen un vasto potencial de aplicación. Sin embargo, los óxidos tienen mayor estabilidad pero menor conductividad, mientras que los sulfuros muestran la tendencia opuesta, necesitando mejora.
Los electrolitos poliméricos sólidos compuestos de sales de litio y polímeros se pueden clasificar en sistemas de estado sólido y de gel. Las baterías de polímero de litio discutidas hoy adoptan electrolitos de polímero en gel por su alta densidad de energía y seguridad. Pero la conductividad a temperatura ambiente es generalmente baja debido a las matrices poliméricas.
Los electrolitos de estado sólido compuestos inorgánicos-orgánicos se refieren a los electrolitos formados mediante la incorporación de rellenos inorgánicos en electrolitos poliméricos. Una cantidad adecuada de rellenos activos puede mejorar significativamente la conductividad iónica.
La investigación actual se centra en el desarrollo de electrolitos de estado sólido inorgánicos y compuestos con excelente conductividad. Los expertos de la industria predicen que las baterías de estado sólido lograrán una comercialización a gran escala después de superar desafíos como la estabilidad interfacial. Esperamos que los electrolitos de estado sólido abran un nuevo capítulo en la era de los vehículos eléctricos.
