{"id":5159,"date":"2026-11-01T15:31:34","date_gmt":"2026-11-01T19:31:34","guid":{"rendered":"https:\/\/elvitraldelaciencia.org\/revista\/?p=5159"},"modified":"2026-11-01T15:31:34","modified_gmt":"2026-11-01T19:31:34","slug":"se-logro-obtener-baterias-mas-pequenas-para-vehiculos-electricos-y-con-mayor-autonomia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/elvitraldelaciencia.org\/revista\/se-logro-obtener-baterias-mas-pequenas-para-vehiculos-electricos-y-con-mayor-autonomia\/","title":{"rendered":"SE LOGR\u00d3 OBTENER BATER\u00cdAS M\u00c1S PEQUE\u00d1AS PARA VEH\u00cdCULOS EL\u00c9CTRICOS Y CON MAYOR AUTONOM\u00cdA"},"content":{"rendered":"

\"\"Cient\u00edficos han desarrollado una nueva tecnolog\u00eda que podr\u00eda hacer que las bater\u00edas de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos sean m\u00e1s peque\u00f1as, ligeras y duraderas, lo que potencialmente permitir\u00eda que los autos recorrieran mayores distancias con una sola carga. Al tomar prestadas t\u00e9cnicas de fabricaci\u00f3n de precisi\u00f3n de la producci\u00f3n de chips de computadora, encontraron una manera de prevenir la acumulaci\u00f3n da\u00f1ina de litio que ha frenado el desarrollo de las bater\u00edas de pr\u00f3xima generaci\u00f3n.<\/span><\/p>\n

Investigadores surcoreanos han desarrollado una nueva tecnolog\u00eda que podr\u00eda dar lugar a bater\u00edas para veh\u00edculos el\u00e9ctricos (VE) m\u00e1s peque\u00f1as y ligeras, capaces de ofrecer mayor autonom\u00eda con una sola carga. Cient\u00edficos del KAIST han encontrado una soluci\u00f3n a una de las principales limitaciones de las bater\u00edas sin \u00e1nodo, que eliminan materiales convencionales como el grafito para reducir su tama\u00f1o y peso. Si bien estas bater\u00edas pueden almacenar m\u00e1s energ\u00eda en menos espacio, su vida \u00fatil suele verse limitada por la formaci\u00f3n de estructuras de litio puntiagudas durante la carga. Los investigadores abordaron este problema adaptando t\u00e9cnicas de fabricaci\u00f3n de precisi\u00f3n de la industria de los semiconductores, lo que permite que el litio se acumule de manera m\u00e1s uniforme y fomenta el desarrollo de una capa protectora duradera.<\/p>\n

\u00bfPor qu\u00e9 las bater\u00edas sin \u00e1nodo podr\u00edan transformar los veh\u00edculos el\u00e9ctricos?
\nEn las bater\u00edas de iones de litio convencionales, el litio se almacena en un \u00e1nodo hecho de materiales como el grafito durante la carga. Las bater\u00edas sin \u00e1nodo funcionan de manera diferente. En lugar de depender de un material de \u00e1nodo independiente, permiten que el litio se acumule directamente sobre una fina l\u00e1mina de cobre.<\/p>\n

Al eliminar el \u00e1nodo convencional, se elimina material que, de otro modo, contribuir\u00eda al peso y grosor total de la bater\u00eda. Esto permite almacenar m\u00e1s energ\u00eda en el mismo espacio, lo que potencialmente posibilita que los veh\u00edculos el\u00e9ctricos recorran mayores distancias sin necesidad de bater\u00edas m\u00e1s grandes o pesadas.<\/p>\n

Sin embargo, este dise\u00f1o prometedor presenta un serio inconveniente. A medida que la bater\u00eda se carga y descarga repetidamente, el litio no siempre se distribuye uniformemente sobre la superficie de cobre. En cambio, puede acumularse formando ramificaciones o estructuras en forma de aguja llamadas dendritas.<\/p>\n

Estas estructuras interfieren con el rendimiento de la bater\u00eda, y la capa protectora que rodea el litio tambi\u00e9n puede volverse inestable. En conjunto, estos problemas provocan que la bater\u00eda se deteriore m\u00e1s r\u00e1pidamente, lo que convierte la vida \u00fatil limitada en uno de los mayores obst\u00e1culos para la adopci\u00f3n generalizada de las bater\u00edas sin \u00e1nodo en el \u00e1mbito comercial.<\/p>\n

Los intentos previos para solucionar este problema han incluido el suministro de litio adicional para reemplazar el material perdido durante el funcionamiento o el recubrimiento del electrodo con una capa protectora m\u00e1s gruesa. Si bien estos m\u00e9todos pueden ayudar a compensar la degradaci\u00f3n o proteger la superficie, tambi\u00e9n introducen material adicional. El consiguiente aumento de grosor y peso socava la principal ventaja de la tecnolog\u00eda de bater\u00edas sin \u00e1nodo.
\nUtilizaci\u00f3n de tecnolog\u00eda de semiconductores para prevenir picos de litio
\nEn lugar de a\u00f1adir cantidades sustanciales de material, el equipo dirigido por KAIST se centr\u00f3 en cambiar la estructura de la l\u00e1mina de cobre donde se acumula el litio.<\/p>\n

Los investigadores crearon un patr\u00f3n cuidadosamente dispuesto de tubos microsc\u00f3picos sobre la superficie de cobre. El concepto se asemeja a dividir un gran estacionamiento en muchos espacios individuales. En lugar de permitir que el litio se acumule de forma desigual en ciertas \u00e1reas, las diminutas estructuras proporcionan una distribuci\u00f3n m\u00e1s uniforme de los lugares donde puede depositarse.<\/p>\n

Para producir estas caracter\u00edsticas, el equipo adapt\u00f3 una t\u00e9cnica de fabricaci\u00f3n de semiconductores conocida como litograf\u00eda por pulverizaci\u00f3n cat\u00f3dica secundaria (SSL). Este proceso permite fabricar estructuras extremadamente peque\u00f1as con alta precisi\u00f3n.<\/p>\n

Cada tubo med\u00eda aproximadamente 300 nan\u00f3metros de di\u00e1metro y 150 nan\u00f3metros de altura. A pesar de sus diminutas dimensiones, estas estructuras aumentaron la superficie disponible de la l\u00e1mina de cobre para la deposici\u00f3n de litio hasta aproximadamente cuatro veces la de una l\u00e1mina plana com\u00fan.<\/p>\n

La superficie ampliada ayuda a distribuir el litio de manera m\u00e1s uniforme, reduciendo la acumulaci\u00f3n concentrada que puede provocar picos da\u00f1inos. Este m\u00e9todo mejora las condiciones para una deposici\u00f3n estable de litio sin necesidad de grandes cantidades de material adicional.<\/p>\n

Un revestimiento protector ultrafino ayuda a que las bater\u00edas duren m\u00e1s.<\/strong><\/span>
\nLos investigadores fueron un paso m\u00e1s all\u00e1 al aplicar una capa de MXene, un material bidimensional, a la l\u00e1mina de cobre. Esta capa ten\u00eda un grosor aproximado de 10 nan\u00f3metros, equivalente a tan solo unas mil\u00e9simas del grosor de un cabello humano.<\/p>\n

En lugar de funcionar como la barrera protectora final de la bater\u00eda, el MXene act\u00faa como una base que favorece el desarrollo de una capa protectora m\u00e1s resistente durante su funcionamiento. Al igual que una imprimaci\u00f3n prepara una superficie para la pintura, ayuda a reunir los componentes necesarios para crear un recubrimiento estable.<\/p>\n

En el electrolito a base de LiPF6 utilizado en los experimentos, la superficie de MXene promueve la formaci\u00f3n de una capa protectora que contiene altas concentraciones de fluoruro de litio (LiF).<\/p>\n

Esta capa ayuda a limitar las reacciones qu\u00edmicas no deseadas entre el litio y el electrolito, a la vez que restringe la formaci\u00f3n de picos de litio da\u00f1inos. Al estabilizar la superficie del electrodo, soluciona dos causas importantes de deterioro en las bater\u00edas sin \u00e1nodo.<\/p>\n

Para comprender c\u00f3mo se desarrolla la capa protectora, los cient\u00edficos examinaron las superficies de los electrodos y las secciones transversales internas, limitando cuidadosamente su exposici\u00f3n al aire. Sus observaciones confirmaron que se forma una capa protectora a nanoescala de manera uniforme a lo largo de la superficie del MXene y ayudaron a explicar el proceso responsable de su formaci\u00f3n.<\/p>\n

La investigaci\u00f3n incluy\u00f3 varios m\u00e9todos anal\u00edticos avanzados, como la espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS), la espectrometr\u00eda de masas de iones secundarios de tiempo de vuelo (ToF-SIMS) y la microscop\u00eda electr\u00f3nica de transmisi\u00f3n (TEM).<\/p>\n

\"\"Un paso prometedor hacia bater\u00edas para veh\u00edculos el\u00e9ctricos m\u00e1s peque\u00f1as y de mayor duraci\u00f3n.<\/strong><\/span>
\nEl profesor Jinwoo Lee afirm\u00f3: \u201cEste estudio demuestra c\u00f3mo las t\u00e9cnicas de fabricaci\u00f3n ultrafinas utilizadas en la fabricaci\u00f3n de semiconductores pueden crear sitios uniformes para la deposici\u00f3n de litio y una capa protectora estable sin modificar la formulaci\u00f3n del electrolito a granel ni a\u00f1adir litio en exceso\u201d.<\/p>\n

Tambi\u00e9n explic\u00f3 que los hallazgos podr\u00edan ayudar a acelerar el desarrollo comercial de bater\u00edas de alta energ\u00eda sin \u00e1nodo. Al mejorar la vida \u00fatil de la bater\u00eda y minimizar su peso y volumen, esta tecnolog\u00eda podr\u00eda impulsar el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energ\u00eda m\u00e1s compactos para futuros veh\u00edculos el\u00e9ctricos.<\/p>\n

Las investigadoras de KAIST, Eunji Kim, Hyunju Jung y Jinuk Kim, fueron coautoras principales del estudio. Los resultados se publicaron en l\u00ednea el 1 de septiembre en la revista internacional Advanced Functional Materials .<\/p>\n

Referencia<\/strong><\/span>
\nEunji Kim, et al. Interactive Anode Interfaces for Stable Anode-Free Lithium Metal Batteries. Advanced Functional Materials, 2026; 36 (80) DOI: 10.1002\/adfm.77931<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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