Por qué damos prioridad a las baterías de estado sólido para la tecnología de drones

Las limitaciones actuales en la tecnología de baterías de iones de litio impiden lograr un equilibrio entre la duración del vuelo y la capacidad de carga útil.

Los entusiastas de los drones no deberían tener que elegir entre mantenerlos en el aire por más tiempo o equiparlos con baterías más caras. Los equipos de respuesta a emergencias no deberían tener que retirar los drones para recargarlos mientras rastrean la propagación de incendios forestales.

Baterías de estado sólidoresolver los desafíos de temperatura que han plagado durante mucho tiempo las operaciones militares, con ventajas que se extienden mucho más allá de las métricas de desempeño en bruto. Sus electrolitos permanecen estables a temperaturas extremadamente bajas, lo que garantiza un rendimiento confiable durante las misiones de reconocimiento en el Ártico y, al mismo tiempo, resisten una exposición a 70 °C sin los riesgos de descontrol térmico que afectan a las baterías convencionales.

La revisión de los avances recientes en la tecnología de baterías de estado sólido destaca mejoras en la seguridad, la densidad de energía y el ciclo de vida.

Las baterías totalmente de estado sólido representan una nueva tecnología prometedora con el potencial de revolucionar la forma en que almacenamos y utilizamos la energía. A diferencia de las baterías tradicionales de iones de litio que utilizan electrolitos líquidos para transferir iones entre electrodos, las SSB emplean electrolitos sólidos, lo que ofrece varias ventajas sobre sus homólogas líquidas.

Las SSB ofrecen una mayor densidad de energía y una vida útil más larga, son más seguras que las baterías convencionales y más respetuosas con el medio ambiente. Además, bajo ciertas condiciones, las SSB tienen el potencial de cargarse más rápido que las baterías tradicionales y pueden usarse en una amplia gama de aplicaciones, desde drones de consumo hasta vehículos eléctricos.

Las baterías de estado sólido enfrentan varios desafíos, principalmente el alto costo, la inestabilidad mecánica y de la interfaz y la formación de dendritas. En los últimos años se han logrado avances significativos en el desarrollo de SSB, y investigadores de todo el mundo trabajan para superar los desafíos restantes y llevar esta tecnología al mercado.

Por lo tanto, el campo de las baterías de estado sólido ha experimentado un enorme avance, acercándonos a lograr soluciones de almacenamiento de energía de alto rendimiento y comercialmente viables. A medida que exploramos el complejo mundo de los materiales para baterías de estado sólido, queda claro que una cuidadosa selección y optimización son cruciales para aprovechar todo el potencial de esta tecnología.

Ventajas y desventajas de las baterías de estado sólido

La interfaz cátodo/electrolito sólido es fundamental para los procesos electroquímicos en baterías de estado sólido, lo que influye significativamente en la cinética del transporte de iones. Los electrolitos sólidos ofrecen una estabilidad térmica superior y una mayor durabilidad en comparación con los electrolitos líquidos. El rendimiento del material muestra variaciones notables debido a varias variables ambientales, incluida la temperatura, presión y humedad ambiente. Más allá de los materiales, la degradación de la batería también debe abordarse como un factor clave que afecta el rendimiento a largo plazo.

Carga de batería

En comparación con los electrolitos líquidos, las baterías de estado sólido exhiben una conductividad iónica superior, lo que permite velocidades de carga más rápidas. A diferencia de las baterías tradicionales de iones de litio que utilizan electrolitos líquidos, las baterías de estado sólido emplean materiales de electrolitos sólidos para facilitar el movimiento de los iones entre los electrodos.

Además, la experiencia de carga rápida con baterías de estado sólido puede ser más segura y confiable.

Impacto en el mundo real: aumento de las entregas de drones

Estos avances no se limitan a experimentos de laboratorio: ya están transformando las aplicaciones de drones.

Agricultura: Los drones con batería de mayor duración pueden cubrir más de 200 acres por vuelo, fumigando continuamente cultivos o monitoreando la salud del suelo.

Respuesta de emergencia: Los drones de búsqueda y rescate equipados con baterías de litio y paneles solares (para energía suplementaria) pueden permanecer en el aire durante más de dos horas, escaneando áreas más grandes en busca de personas desaparecidas o focos de incendios forestales.

Logística: Drones de reparto como el de Amazon están probando baterías de estado sólido, con el objetivo de realizar vuelos de 50 kilómetros para entregar paquetes en zonas rurales que carecen de acceso por carretera.

Baterías de estado sólidoprometen transformar fundamentalmente el panorama de los drones, con el potencial de ampliar significativamente la resistencia del vuelo y las capacidades de misión para plataformas comerciales y civiles, aumentando la eficiencia en diversas tareas.