Un equipo de investigación conjunto de KAIST y LG Energy Solution ha anunciado un gran avance en la tecnología de baterías para vehículos eléctricos. Su nueva investigación aborda el problema de las dendrita de larga data en las baterías de metal de litio.

• Nuevo electrolito líquido.
• Batería de litio-metal sin dendritas.
• Autonomía de 800 km.
• Carga ultra-rápida: 12 minutos.
• Vida útil: más de 300.000 km.
• Proyecto conjunto KAIST y LG Energy Solution.
• Publicado en Nature Energy.

KAIST impulsa una batería de litio-metal más segura y eficiente

Un equipo de investigadores surcoreanos ha dado un paso clave hacia la comercialización de baterías de litio-metal al resolver uno de sus mayores desafíos técnicos: la formación de dendritas. Este avance, logrado en el Frontier Research Laboratory (FRL), una iniciativa conjunta entre KAIST y LG Energy Solution, marca un antes y un después para el desarrollo de vehículos eléctricos con mayor autonomía, carga ultra-rápida y mayor durabilidad.

Un salto en autonomía y velocidad de carga

Mientras que las baterías de iones de litio actuales limitan la autonomía de los vehículos eléctricos a unos 600 kilómetros, la nueva batería desarrollada por el equipo de KAIST permite alcanzar hasta 800 kilómetros con una sola carga, manteniendo al mismo tiempo una vida útil superior a los 300.000 kilómetros. Además, consigue reducir los tiempos de carga a solo 12 minutos, acercándose al confort y rapidez del repostaje en vehículos de combustión.

Este logro es especialmente relevante en un momento en que los grandes fabricantes buscan baterías más compactas, ligeras y potentes, capaces de soportar ciclos de carga rápida sin comprometer la seguridad.

El problema de las dendritas: una barrera crítica

En las baterías de litio-metal, el uso de litio metálico como ánodo promete una densidad energética mucho mayor que el grafito tradicional. Sin embargo, este material presenta un obstáculo clave: la formación de dendritas, estructuras cristalinas en forma de ramas que crecen durante la carga, penetran el separador y pueden provocar cortocircuitos internos, reduciendo la seguridad y la vida útil de la batería.

El fenómeno se agrava en condiciones de carga rápida, lo que hasta ahora dificultaba la implementación comercial de esta tecnología. El equipo de investigación identificó que la causa raíz es la cohesión interfacial no uniforme en la superficie del litio durante la carga.

Una solución innovadora: nuevo electrolito líquido inhibidor de cohesión

La clave del avance está en el desarrollo de un nuevo electrolito líquido, diseñado para minimizar la afinidad entre los aniones y los iones de litio (Li⁺). Esta estructura química reduce las irregularidades en la interfaz del ánodo y evita la nucleación descontrolada de litio, eliminando la aparición de dendritas incluso bajo carga rápida.

Este enfoque no solo mejora la estabilidad térmica y mecánica del sistema, sino que también permite mantener una alta densidad energética, uno de los pilares fundamentales para extender la autonomía de los vehículos eléctricos sin aumentar el peso de las baterías.

Una colaboración estratégica con resultados concretos

El trabajo, fruto de cuatro años de colaboración entre la academia y la industria, representa uno de los avances más significativos en el campo de las baterías de próxima generación. La investigación ha sido publicada en la revista Nature Energy, uno de los referentes mundiales en el ámbito energético, lo que refuerza la solidez científica del hallazgo.

El laboratorio conjunto FRL, creado en 2021, demuestra cómo la colaboración público-privada puede acelerar la innovación en tecnologías críticas para la transición energética.

Aplicaciones inmediatas y desafíos por delante

Aunque el desarrollo aún se encuentra en fase precomercial, los resultados abren la puerta a una nueva generación de baterías que podrían transformar radicalmente la movilidad eléctrica. El siguiente paso será escalar la tecnología a nivel industrial y garantizar su compatibilidad con las cadenas de suministro existentes, algo que ya está siendo explorado por LG Energy Solution en colaboración con fabricantes de automóviles.

Además, el diseño de este nuevo electrolito podría adaptarse a otros sistemas de almacenamiento, como las baterías estacionarias para energías renovables, aumentando su versatilidad y potencial de impacto.

Potencial

Este avance en baterías de litio-metal no es solo un logro técnico; representa una herramienta concreta para acelerar la descarbonización. Al permitir vehículos con mayor autonomía y recargas ultrarrápidas, disminuye la dependencia de infraestructuras de carga extensas y mejora la aceptación del coche eléctrico en regiones con menor cobertura.

Por otro lado, el aumento en la vida útil reduce la necesidad de reemplazo frecuente, aliviando la presión sobre la extracción de minerales críticos y reduciendo el impacto ambiental del ciclo de vida completo de las baterías.

En términos más amplios, tecnologías como esta permitirán integrar más energía renovable a la red eléctrica, gracias a sistemas de almacenamiento más estables, densos y seguros. Si se continúa invirtiendo en investigación aplicada y se acompaña con políticas públicas adecuadas, este tipo de innovación podría ser clave para acelerar la transición energética sin comprometer el bienestar de las personas ni la salud del planeta.

Vía KAIST NEWS CENTER