¿Puede una batería recargarse en lo que tarda en hacerse un café? Un equipo de China ha desarrollado una batería de sodio metálico con un electrolito parecido a un gel que, en pruebas de laboratorio, funcionó a un ritmo equivalente a una carga completa en cuatro minutos. Incluso a esa velocidad entregó cerca del 77 % de la capacidad registrada durante una carga mucho más pausada.
Cuando el tiempo de carga se amplió a unos 20 minutos, la célula conservó el 90 % de su capacidad después de 2.000 ciclos. El resultado ataca uno de los grandes problemas del sodio metálico, la aparición de agujas internas que pueden causar cortocircuitos, pero todavía no demuestra que esta tecnología esté lista para un coche o un teléfono.
Un gel que frena las dendritas
Una batería de sodio metálico no es lo mismo que una batería comercial de iones de sodio. En la primera, uno de los electrodos utiliza sodio puro, mientras que las baterías convencionales de iones de sodio suelen emplear carbono duro. Esa diferencia puede mejorar el almacenamiento, pero también hace que la química sea más difícil de controlar.
El peligro aparece durante la carga. Si el sodio se deposita de manera desigual, puede formar dendritas, pequeñas agujas metálicas que crecen dentro de la batería. Con el tiempo pueden atravesar el material que separa los electrodos y abrir un camino para un cortocircuito.
Yuan Zhang encabeza la lista de autores del trabajo, dirigido por Long Pan, Yang Zhou y ZhengMing Sun en Southeast University, en Nankín. También participaron la empresa HiNa Battery Technology y la Universidad de Yangzhou. El grupo creó un electrolito cuasisólido llamado Sn-FB, más parecido a una gelatina firme que a un líquido suelto.
Qué hace distinto al electrolito
El electrolito es el medio interno por el que se desplazan los iones, las partículas con carga que transportan la electricidad entre los electrodos. En este caso combina una sal de estaño con otra sustancia basada en boro y flúor. Durante la fabricación, la primera inicia la formación del gel y la segunda evita que el proceso se acelere sin control, creando una red más uniforme.
La segunda parte ocurre mientras la batería trabaja. El estaño ayuda a crear sobre el ánodo, el lado del sodio metálico, una capa con una aleación de sodio y estaño, mientras el otro componente forma una película fina y dura sobre el cátodo. En la práctica, esas dos pieles protectoras estabilizan los electrodos y facilitan un movimiento más uniforme de los iones.
Las mediciones indicaron que alrededor del 94 % del transporte de carga dentro del gel correspondía a los iones de sodio. Además, el material soportó aproximadamente el doble de presión antes de ser perforado que la versión preparada sin el regulador de la reacción. El reto suele ser ganar resistencia sin frenar el movimiento de las cargas.
Cuatro minutos y 2.000 ciclos
El ensayo más rápido utilizó una tasa que, sobre el papel, equivale a completar una carga en cuatro minutos. A ese ritmo, la célula mantuvo cerca del 77 % de la capacidad que entregaba durante la prueba más lenta. El dato describe el material activo de una pequeña célula, no la autonomía ni el tiempo real de carga de un vehículo completo.
En una prueba menos extrema, equivalente a una carga de unos 20 minutos, la batería retuvo el 90 % de su capacidad tras 2.000 ciclos. No es una estimación basada en una promesa comercial, sino el resultado de cargas y descargas repetidas en una célula completa de laboratorio con un cátodo fabricado con fosfato y vanadio.
El equipo también hizo funcionar durante más de 6.000 horas una célula simétrica, un dispositivo especial con sodio metálico a ambos lados. Esta prueba sirve para observar cómo se deposita y se retira el metal, pero no equivale a conservar la capacidad de una batería completa durante años. El matiz importa.
Del laboratorio al mundo real
Los investigadores construyeron además una pequeña batería flexible en formato bolsa, sin presión externa constante. El prototipo, de unos cuatro por cinco centímetros, alimentó un teléfono incluso mientras estaba doblado, pero la prueba principal sin presión terminó después de solo 19 ciclos. Es una demostración inicial, no una batería preparada para producción.
El trabajo muestra menos formación de dendritas, mayor resistencia a la perforación y una menor pérdida de disolvente con calor que las formulaciones utilizadas como comparación. Sin embargo, todavía quedan pendientes pruebas completas ante choques, incendios, frío extremo y fabricación en grandes lotes. Por eso resulta prematuro afirmar que ya existe una alternativa más segura para vehículos eléctricos.
El contexto también invita a la cautela. La Agencia Internacional de la Energía señaló que la producción mundial de baterías de iones de sodio durante 2025 fue inferior al 1 % de la producción de iones de litio, y un análisis de Nature Energy situó su posible competitividad en la década de 2030 bajo condiciones.
