Un avance en el Laboratorio Nacional de Campos Magnéticos Altos de la Universidad Estatal de Florida revela el mecanismo detrás de la formación de dendritas en baterías de estado sólido, una de las principales causas de cortocircuitos y fallas. Publicada en *Nature Materials*, la investigación, dirigida por la profesora Yan-Yan Hu, proporciona una visión sin precedentes de este fenómeno.
Utilizando una sonda personalizada y el sistema de imágenes de resonancia magnética (IRM) del MagLab, los investigadores visualizaron el crecimiento de dendritas durante los ciclos de carga y descarga de la batería. Las baterías de estado sólido, que utilizan electrolitos sólidos en lugar de líquidos, prometen una mayor densidad de energía y una seguridad mejorada en comparación con las baterías convencionales de iones de litio. Sin embargo, la formación de dendritas, donde las agujas de litio metálico crecen y cortocircuitan la batería, ha obstaculizado su desarrollo.
El equipo descubrió que las dendritas se originan tanto en la interfaz electrodo-electrolito como dentro del electrolito sólido mismo. Estas agujas luego se ramifican y se conectan, lo que lleva a la falla de la batería. "Ahora tenemos una comprensión integral de cómo estas dendritas pueden formarse, crecer y evolucionar", afirmó el estudiante graduado Yudan Chen, uno de los autores principales.
El profesor Sam Grant, director del programa de IRM del MagLab, enfatizó el papel de los imanes de alto campo en el análisis del litio, lo que permite obtener imágenes inaccesibles en campos más bajos. Los hallazgos ofrecen un camino para diseñar baterías de estado sólido más confiables para vehículos eléctricos, dispositivos médicos y sistemas de energía renovable. La investigación futura se centrará en prevenir la acumulación de dendritas mediante modificaciones de materiales y la reingeniería de la interfaz, con técnicas de resonancia magnética que sirven como herramienta de evaluación.