Investigadores coreanos consiguen que las baterías de estado sólido tengan un mayor rendimiento y sean más seguras

<p><img alt="" src="https://cdn.elperiodicodelaenergia.com/2026/04/69e291ad7e6e931bfd790799.png" /></p><p>Un equipo de investigación liderado por Yoonseob Kim, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Química y Biológica de la <strong>Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST)</strong>, ha reportado un avance significativo en la tecnología de <strong>baterías de litio metálico (LMB)</strong>. El equipo ha sintetizado con éxito una novedosa estructura orgánica covalente de borato tridimensional monocristalina (B-COF), que demuestra un rendimiento excepcional como electrolito de estado sólido, mejorando así el rendimiento de las baterías de litio de estado sólido.</p>
<p>Este avance promete soluciones más seguras y con mayor densidad energética para vehículos eléctricos y almacenamiento de energía a gran escala. El artículo de investigación, titulado <a href="https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202513879">Estructuras orgánicas covalentes de borato monocristalinas para baterías de litio metálico de estado sólido</a>, ha sido publicado en la prestigiosa revista <em>Advanced Science</em>.</p>
<h3>Riesgos de seguridad</h3>
<p>Las baterías de litio-metal tradicionales se enfrentan a riesgos de seguridad derivados de la formación de dendritas de litio y la rápida degradación causada por la inestabilidad de las interfaces del electrolito. Si bien los marcos orgánicos covalentes (COF) son materiales de electrolito prometedores debido a su estructura porosa y estabilidad, la mayoría de los COF existentes son policristalinos, lo que genera una resistencia significativa entre partículas y limita su rendimiento.</p>
<p>Para abordar este problema, el equipo de investigación utilizó COF-303 como plantilla para construir un B-COF 3D monocristalino con canales iónicos altamente ordenados. Esta naturaleza monocristalina reduce significativamente la resistencia entre granos y facilita la deposición uniforme de litio, suprimiendo eficazmente el crecimiento de dendritas.</p>
<p>Este trabajo ha logrado un alto rendimiento en baterías de litio de estado sólido en las siguientes áreas:</p>
<ul>
<li><strong>Conductividad y selectividad iónica excepcionales</strong>: Se logró una notable conductividad iónica de 8,1 mS cm –1  a temperatura ambiente, con un número de transferencia de Li +  de 0,98 en estado cuasi sólido, lo que garantiza un movimiento iónico rápido y selectivo.</li>
<li><strong>Estabilidad y seguridad superiores de la interfaz</strong>: Permite la deposición y disolución estable de litio durante más de 2000 horas en celdas simétricas, suprimiendo eficazmente la peligrosa formación de dendritas.</li>
<li><strong>Alta eficiencia y durabilidad a largo plazo</strong>: las celdas completas que utilizan cátodos de LiFePO 4  demostraron un ciclado robusto con una retención de capacidad del 91,8 % y una eficiencia coulómbica del 99,98 % durante 600 ciclos a 0,5 C, ofreciendo una capacidad inicial de 147 mAh g –1 .</li>
</ul>
<p>“Nuestra investigación destaca la prometedora viabilidad de los B-COF 3D monocristalinos como electrolitos cuasi-sólidos. Al eliminar los desórdenes estructurales presentes en los materiales policristalinos, hemos dado un paso importante hacia la consecución de soluciones de almacenamiento de energía seguras y de alto rendimiento, cruciales para un futuro más sostenible”, afirmó el profesor Yoonseob Kim, coautor del estudio.</p>
<p>Esta investigación fue realizada en colaboración por equipos liderados por  el profesor Yoonseob Kim de la HKUST y el profesor Wang Yanming del Instituto Global de Tecnología del Futuro de la Universidad Jiao Tong de Shanghái (SJTU). Los coautores principales del estudio son el Dr. Tian Ye; el Dr. Cheng Xiaolong, investigador postdoctoral del Departamento de Ingeniería Química y Biológica de la HKUST, y Cheng Lei, candidato a doctorado en la SJTU .</p>