Una revolución en la tecnología de baterías podría surgir de impresión 3D. Esto es reportado por Diario de Wall Street explicando que la tecnología en cuestión permitiría explotar el almacenamiento de energía en dispositivos ligeros y duraderos de todo tipo, desde drones militares de largo alcance hasta robots a nanoescala, y que el proceso de fabricación permitiría la creación de electrodos, electrolitos sólidos, colectores y separadores, superando las imitaciones estructurales y compositivas de los métodos de fabricación convencionales.
Casi todas las innovaciones de las que oímos hablar en la industria (desde baterías más baratas y duraderas para vehículos eléctricos hasta baterías de estado sólido, consideradas el “Santo Grial” de la industria) implican cambios en la química de las baterías. La promesa de la impresión 3D en la tecnología de baterías (también conocida como fabricación aditiva) es simple: ¿Qué pasaría si las baterías pudieran llenar cualquier espacio disponible, incluso los elementos estructurales de nuestros dispositivos, en lugar de adoptar siempre una forma rígida como una bolsa o un cilindro? Al parecer es posible adaptar el rendimiento a las limitaciones del proceso productivo, transformando las limitaciones electroquímicas en variables activas de diseño gracias al control preciso de estructuras tridimensionales, elemento que a su vez permite mejorar el transporte de iones y electrones, aumentar la densidad energética y optimizar la seguridad.
Este enfoque permitiría explotar toda la estructura de un dron, llenar los marcos de las gafas con baterías, etc., maximizar la capacidad real de las celdas sin comprometer la integridad mecánica, integrar los acumuladores directamente en las carcasas de los dispositivos, optimizando espacio y peso.
La impresión 3D se puede utilizar con cualquier batería, independientemente de la química de la celda, lo que supone un avance tanto para la tecnología actual de iones de litio como para las tecnologías emergentes de iones de sodio y de estado sólido. Algunas nuevas empresas están intentando utilizar la impresión 3D para obtener una mayor eficiencia en los sistemas de fabricación de baterías existentes. Un pequeño grupo de nuevas empresas está pensando en diseños y enfoques radicalmente nuevos, comenzando con aplicaciones en el sector de defensa, donde el costo y la escala de producción son un problema menor.
sakuuuna empresa con sede en Silicon Valley, en lugar de imprimir baterías enteras en 3D, está laboral para eliminar uno de los mayores puntos débiles en la fabricación, explica Arwed Niestroj, director de operaciones de Sakuu, quien también es físico nuclear y ex jefe de investigación y desarrollo de Mercedes-Benz en Norteamérica. Las líneas de montaje de baterías actuales incluyen hornos del tamaño de un campo de fútbol para secar capas de material disuelto en disolventes. Esto requiere una enorme cantidad de energía, lo que repercute significativamente en los costes de producción, una de las razones por las que las baterías de los vehículos eléctricos no son baratas. El proceso de Sakuu, que ha estado en desarrollo durante años, utiliza fabricación aditiva para depositar componentes clave de la batería sin disolventes, eliminando la necesidad de hornos. Esta startup está trabajando para comercializar la tecnología en colaboración con Niestroj, un importante fabricante de baterías. La impresión 3D promete reducir el desperdicio de material, eliminar los procesos que requieren un uso intensivo de disolventes y acelerar el ciclo de optimización.
Aún quedan desafíos por resolver pero en el futuro se espera que la convergencia entre la impresión 3D, la IA y el control de procesos permita la industrialización de la impresión 3D para baterías; a corto plazo, se esperan usos en dispositivos de alto valor y bajo volumen (por ejemplo, dispositivos médicos, indomables, visiones AR/VR) para posteriormente pasar a la producción híbrida dedicada a baterías de vehículos eléctricos y almacenamiento en red.