En la carrera por descarbonizar los sistemas de transporte y energía, los electrolitos de las baterías —un componente crucial, pero a menudo ignorado— se están convirtiendo en un eje central de la innovación. Estos conductores iónicos, que permiten el movimiento de iones de litio entre electrodos, están experimentando una rápida transformación para abordar los desafíos de seguridad, densidad energética y costes. Desde soluciones inteligentes termorresponsivas hasta avances en estado sólido,

La columna vertebral del rendimiento de la batería

Electrolitos, normalmente compuestos de sales de litio (p. ej., LiPF₆ ), disolventes (p. ej., DMC, EC) y aditivos (p. ej., VC, LiFSI) actúan como el «flujo sanguíneo» de las baterías, facilitando el transporte de iones durante la carga y la descarga. Sus propiedades (conductividad iónica, estabilidad térmica y compatibilidad química) influyen directamente en la vida útil, la potencia de salida y la seguridad de la batería. Por ejemplo, los electrolitos tradicionales a base de carbonato, aunque ampliamente utilizados, presentan inflamabilidad e inestabilidad a altos voltajes, lo que limita su aplicación en baterías de alta energía de nueva generación.

Los recientes avances en formulaciones de electrolitos están ampliando estos límites. Asahi Kasei, un gigante japonés de materiales, presentó en octubre de 2024 un innovador electrolito basado en acetonitrilo (ACN) que mejora el rendimiento a baja temperatura en un 20 % y reduce los costes de fabricación de celdas en un 15 %. Al optimizar las proporciones de sales de litio y las combinaciones de aditivos, la empresa logró una mejora del 30 % en la conductividad iónica en comparación con los electrolitos convencionales, lo que lo hace ideal para vehículos eléctricos en climas fríos y mercados con precios competitivos como la India.

Innovaciones en seguridad: electrolitos inteligentes y guardianes térmicos

La seguridad sigue siendo una preocupación primordial para las baterías de iones de litio, especialmente en aplicaciones a gran escala como vehículos eléctricos y almacenamiento en red. Un equipo del Instituto IMDEA Materiales (España) ha desarrollado un electrolito termorresponsivo que detiene automáticamente el transporte de iones a 120 °C, evitando así la fuga térmica, una de las principales causas de incendios en baterías. Esta tecnología de autorreparación, probada en celdas tipo bolsa, reduce el crecimiento de dendritas de litio en un 70 % y prolonga la vida útil en un 30 % en condiciones extremas.

Mientras tanto, Tinci Materials (China) presentó un electrolito de 5 V diseñado para óxido de níquel y manganeso de litio de alto voltaje ( LNMO ) cátodos. Al incorporar disolventes ignífugos e inhibidores de disolución de Mn, el electrolito suprime la generación de gas en un 45 % y prolonga la vida útil a más de 600 ciclos a 45 °C, un factor crítico para vehículos eléctricos y aplicaciones de aviación.

Avances en el estado sólido: un cambio de paradigma

Las baterías de estado sólido (SSB), consideradas la "máxima potencia" del almacenamiento de energía, utilizan electrolitos sólidos para reemplazar los líquidos inflamables. En marzo de 2025, CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited) anunció la comercialización de su batería de estado sólido de tercera generación, que alcanza una densidad energética de 500 Wh/kg y una autonomía de 1200 km con una sola carga. Utilizando electrolitos a base de sulfuro, la batería funciona de forma segura a -30 °C y reduce los costes de producción en un 40 % en comparación con los prototipos anteriores.

Otras empresas, como LG Energy Solution, están desarrollando electrolitos sólidos a base de sulfuro. Su material de tipo argirodita, probado en celdas de laboratorio, presenta una conductividad iónica comparable a la de los electrolitos líquidos (10⁻³ S/cm) y es compatible con ánodos de litio metálico. LG planea lanzar una línea de producción piloto para 2027, enfocada en aplicaciones de movilidad aérea urbana (UAM) y vehículos eléctricos de alto rendimiento.

Sin embargo, los electrolitos de estado sólido enfrentan desafíos como la resistencia interfacial y la escalabilidad. Los sulfuros, si bien son altamente conductores, reaccionan con la humedad y liberan gas tóxico H₂S, lo que requiere entornos de fabricación inertes. Los óxidos, como Li₇La₃Zr₂O ₁₂ ( LLZO ), de Para una mayor estabilidad, pero con una conductividad más baja (10⁻⁴ S/cm). Para solucionar esto, Toyota y QuantumScape están desarrollando electrolitos híbridos sólido-líquido que combinan lo mejor de ambos mundos.

Dinámica del mercado: crecimiento y cambios geopolíticos

Se proyecta que el mercado mundial de electrolitos aumente de 13.240 millones de dólares en 2025 a 29.840 millones de dólares en 2032, impulsado por la adopción de vehículos eléctricos y la integración de las energías renovables. China domina la producción, representando más del 90 % de la producción mundial de electrolitos de iones de litio, con líderes como Kunlun New Materials y Zhuhai Saiwei que acaparan el 40 % del mercado. Sin embargo, Europa se está poniendo al día: se espera que su mercado de electrolitos para vehículos eléctricos crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 11,39 % (2025-2030), impulsada por el sector automovilístico alemán y las regulaciones de baterías de la UE.

La volatilidad de los precios sigue siendo un desafío. En 2024, los precios de los electrolitos chinos se desplomaron a 2000 dólares por tonelada debido al exceso de oferta, lo que redujo los márgenes de las empresas más pequeñas. Para mitigar los riesgos, empresas como Asahi Kasei y Panasonic están integrando verticalmente sus cadenas de suministro, asegurando las fuentes de litio y solventes, a la vez que invierten en control de calidad basado en IA.

Soluciones sostenibles: del laboratorio a la producción

Las preocupaciones ambientales están acelerando el desarrollo de electrolitos ecológicos. Investigadores de la Universidad MSU-BIT de Shenzhen optimizaron recientemente electrolitos líquidos iónicos para baterías de iones de aluminio, reduciendo los costos en un 60 % mediante la dilución con fluorobenceno y separadores comerciales de polipropileno. De igual manera, el equipo de Li Fajun de la Universidad de Nankai desarrolló un electrolito localizado de alta concentración (LHCE) que minimiza el crecimiento de dendritas de litio en un 80 % y utiliza un 30 % menos de sal de litio.

Para los sistemas de estado sólido, Tianqi Lithium y Ganfeng Lithium están aumentando la producción de sulfuro de litio, con el objetivo de reducir los costos de $500/kg a $150/kg para 2027. Mientras tanto, Solid Power (EE. UU.) planea lanzar una planta piloto de 100 MWh en 2025, suministrando electrolitos de sulfuro a BMW y Ford.

Aplicaciones: más allá de los vehículos eléctricos

Las innovaciones en electrolitos están permeando diversos sectores. En el ámbito del almacenamiento de energía, el sistema Tianhuan de 19 GWh de CATL, alimentado por celdas LFP de bajo costo y electrolitos ignífugos, se está implementando en el proyecto de almacenamiento solar RTC de los EAU, la mayor iniciativa de energía renovable híbrida del mundo. En electrónica de consumo, el teléfono insignia de Xiaomi para 2025 incorpora una batería de estado semisólido con una vida útil de 1000 ciclos y carga rápida de 120 W, gracias a un electrolito compuesto de cerámica y polímero.

Incluso la aviación está adoptando la tecnología de electrolitos. El avión de cercanías Alice de Eviation Aircraft, que volará en 2026, utiliza baterías de litio-azufre de alto voltaje con electrolitos líquidos iónicos, logrando una autonomía de 1200 km y una reducción de peso del 30 % en comparación con los sistemas de iones de litio.

Los electrolitos de las baterías ya no son solo elementos secundarios: son los artífices de la innovación energética. Desde sistemas inteligentes de autorefrigeración hasta maravillas de estado sólido, estos discretos conductores están transformando las industrias y redefiniendo el potencial de las baterías. A medida que los vehículos eléctricos dominan las carreteras, las redes renovables estabilizan el suministro eléctrico y la electrónica se reduce, la revolución de los electrolitos seguirá impulsando un futuro sostenible. En esta era de la electrificación, la verdadera magia no reside en los electrodos, sino en los iones invisibles que fluyen en su interior.