El desarrollo de las tecnologías de almacenamiento energético es fundamental para la transición hacia una economía climáticamente neutra. Las Baterías de Estado Sólido (BES) se presentan como candidatas prometedoras para solventar los graves problemas que presentan las baterías de ion litio que dominan el mercado tecnológico actual. Las BES reemplazan el electrolito líquido, orgánico e inflamable, de estos dispositivos por un sólido no inflamable, lo que aumenta la seguridad de estos dispositivos, entre muchas otras ventajas. Así, en las últimas décadas los electrolitos sólidos han experimentado un gran avance, donde un grupo muy importante lo conforman los electrolitos cerámicos tipo óxidos y fosfatos, por sus altas conductividades iónica, amplia venta de potencial electroquímico y compatibilidad con litio metálico. Sin embargo, las altas temperaturas (por tiempo prolongado) que se requieren para su síntesis y procesado conllevan un gran consumo energético, lo que limita su competitividad económica y, además, favorece la volatilización de los iones litios, deteriorando de manera inevitable sus propiedades. También, el proceso de co-sinterizado con los demás elementos activos de la celda (ánodo y cátodo) es bastante complicado por la aparición de fases secundarias y grandes resistencias interfaciales que merman la vida útil de las BES. Precisamente esta problemática es uno de los grandes retos a abordar para impulsar el desarrollo de estos dispositivos. INNOBEC propone un enfoque innovador para abordar este desafío mediante el empleo de las técnicas de sinterizado Flash (FS) a las BES. El FS consiste en aplicar simultáneamente un campo eléctrico y calor a una muestra cerámica, de tal forma que la densificación del material se consigue de manera casi instantánea y a temperaturas muchos menores que las empleadas en métodos convencionales. Con ello, no solo se reduce el gasto energético, sino que también se facilita el procesado de materiales cuya estabilidad térmica es limitada, como son los electrolitos sólidos. Además, las técnicas de FS son consideradas de “no equilibrio”, lo posibilita la obtención de materiales con propiedades mejoras, tales como superplasticidad en cerámicas o conductividades iónicas superiores, por la generación de una gran cantidad de defectos. Asimismo, las técnicas de FS son altamente versátil ya que también se ha demostrado que mediante la sinterización reactiva Flash (RFS) se puede inducir la reacción química y densificación de materiales cerámicos en un solo paso, lo que mejora aún más la eficiencia del proceso y aumenta las posibilidades brindadas por la técnica.
INNOBEC pretende usar las ventajas competitivas ofrecidas por las técnicas de FS y RFS de menores tiempos y temperaturas de procesado para obtener materiales con propiedades optimizadas para BES, específicamente electrolitos sólidos cerámicos, tipo óxidos y fosfatos, y composites cerámicos con conducción mixta iónica-electrónica para cátodos o ánodos. El objetivo final de INNOBEC es el co-sinterizado en un solo paso de estructuras multicapas tipo BES y la evaluación de su rendimiento electroquímico. INNOBEC es un proyecto novedoso, que fusiona la experiencia previa de la IP tanto en el ámbito de las BES como FS, donde se apuesta por una nueva metodología altamente eficiente que facilite la preparación y procesado de los electrolitos sólidos y, además, palíe los graves problemas derivados del co-sinterizado que frenan el desarrollo de las BES.