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TDK de Japón está reclamando un avance en los materiales utilizados en sus pequeñas baterías de estado sólido, con el proveedor de Apple prediciendo aumentos significativos en el rendimiento de dispositivos que van desde auriculares inalámbricos hasta smartwatches.
El nuevo material proporciona una densidad energética -la cantidad que se puede comprimir en un espacio dado- de 1.000 vatios-hora por litro, lo que es aproximadamente 100 veces mayor que la batería actualmente en producción en masa de TDK. Desde que TDK lo introdujo en 2020, los competidores han avanzado, desarrollando pequeñas baterías de estado sólido que ofrecen 50 Wh/l, mientras que las baterías de monedas 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 con el desarrollo hacia la comercialización temprana”, dijo el director ejecutivo de TDK, Noboru Saito.
Las baterías que se producirán estarán hechas de un material completamente cerámico, con electrolito sólido a base de óxido y anodos de aleación de litio. La alta capacidad de la batería para almacenar carga eléctrica, dijo TDK, permitiría tamaños de dispositivos más pequeños y tiempos de funcionamiento más largos, mientras que el óxido ofrecía un alto grado de estabilidad y, por lo tanto, seguridad. La tecnología de la batería está diseñada para ser utilizada en celdas de menor tamaño, reemplazando las baterías de forma de moneda existentes que se encuentran en relojes y otros pequeños dispositivos electrónicos.
Este avance es el último paso adelante para una tecnología que los expertos de la industria creen que puede revolucionar el almacenamiento de energía, pero que enfrenta obstáculos significativos en el camino hacia la producción en masa, especialmente en tamaños de baterías más grandes.
Las baterías de estado sólido son más seguras, más ligeras y potencialmente más baratas, y ofrecen un rendimiento más largo y una carga más rápida que las baterías actuales que dependen de electrolitos líquidos. Los avances en electrónica de consumo se han trasladado a los vehículos eléctricos, aunque las químicas de 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 un futuro previsible, según la empresa.
Kevin Shang, analista senior de investigación en Wood Mackenzie, una empresa de datos y análisis, dijo que las “propiedades mecánicas desfavorables”, así como la dificultad y el costo de la producción en masa, son desafíos para llevar la aplicación de las baterías de óxido de estado sólido a los teléfonos inteligentes.
Los expertos de la industria creen que el caso de uso más significativo para las baterías de estado sólido podría estar en los automóviles eléctricos al permitir una mayor autonomía de conducción. Las empresas japonesas están a la vanguardia de un impulso para comercializar la tecnología: Toyota tiene como objetivo hacerlo tan pronto como en 2027, Nissan al año siguiente y Honda para el final de la década.
Los fabricantes de automóviles se centran en el desarrollo de electrolitos a base de sulfuro para vehículos eléctricos de largo alcance, un tipo de material alternativo al material a base de óxido que ha desarrollado TDK.
Sin embargo, todavía hay escepticismo sobre cuán rápidamente la tecnología tan esperada se puede materializar, especialmente 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 fue fundada en 1935 y se convirtió en una marca de cintas de cassette líder en la década de 1960 y 1970, tiene una amplia experiencia en materiales y tecnología de baterías.
Tiene entre el 50 y el 60 por ciento del mercado mundial en baterías de pequeña capacidad que alimentan los teléfonos inteligentes y apunta a ser el líder en el mercado de capacidad media, que incluye dispositivos de almacenamiento de energía y electrónica más grande como drones.
El grupo planea comenzar a enviar muestras de su nuevo prototipo de batería a clientes a partir del próximo año y espera poder pasar a la producción en masa después de eso.
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