Las baterías de los teléfonos móviles de Samsung podrían incrementar su capacidad energética hasta en un 10 % empleando en sus celdas el método de apilamiento, que permite disponer de más material activo en el mismo espacio y con el mismo peso. Esta tecnología, que Samsung SDI ya utiliza para las baterías de quinta generación que fabrica para vehículos eléctricos, permite reducir el espacio que se pierde con el método del “rollo de gelatina” que se emplea actualmente.
La arquitectura interior de las celdas de baterías de iones de litio que se aplica actualmente en la electrónica de consumo y en los vehículos eléctricos precisa de los mismos componentes aunque difiere en la manera en la que se empaquetan. Están formadas por dos electrodos (cátodo y ánodo), el separador que evita que se toquen, y el electrolito, en el que están sumergidos y por el que viajan los iones de litio. Cuando está en proceso de descarga los iones se liberan del ánodo o electrodo negativo y viajan hasta el cátodo o electrodo positivo.
Hace aproximadamente un año, Samsung SDI comenzó la producción de la quinta generación de sus baterías para vehículos eléctricos. En ellas emplea un método de fabricación llamado “de apilamiento” que consiste en que cada uno de los componentes de la celda capa por capa de manera que es espacio muerto que queda desperdiciado se minimiza.
Sin embargo, en los teléfonos móviles se emplea otro método diferente, el del “rollo de gelatina” que reúne los elementos en cilindros lo que se traduce en que se desaprovecha mucho espacio que no puede rellenarse con material activo. Existiría la posibilidad de emplear una tercera arquitectura, a caballo entre las dos ya descritas, llamada de “rollo plano”. Su inconveniente es que cuando se quiere empaquetar de manera que los componentes queden lo más apretado posible, el hinchamiento que se produce durante los ciclos de carga y descarga puede llegar a doblar los electrodos y dañarlos en el proceso.
La experiencia acumulada por Samsung en la fabricación de las baterías de los coches eléctricos quiere trasladarla ahora a sus teléfonos móviles, para los que comenzará a emplear las baterías apiladas. Según informa The Elec, estas nuevas baterías se producirán en la planta que Samsung tiene en Cheoan (Seúl), Corea del Sur, donde renovará la unidad de producción M-Line tras una inversión de 75 millones de euros. También está previsto que realice una importante inversión para convertir a esta tecnología una de las líneas de la planta de Tianjin en China. Samsung SDI puede obtener el componente de fabricación para esta línea del proveedor local Yinghe Keji. “La línea piloto china es para pruebas de producción en masa, y planeamos utilizar la planta nacional de Cheonan para la línea de producción”, según afirma un representante de la empresa.
Utilizando este método de las celdas apiladas se obtienen varias ventajas sobre las celdas enrolladas. En primer lugar el mayor aprovechamiento del espacio para situar material activo se convierte en un incremento de la capacidad de la batería de un 10 %. Esto significaría que con el mismo espacio y el mismo peso un teléfono con 5.000 mAh como el Samsung Galaxy S22 pasaría a tener 5.500 mAh. Otra alternativa que permite es mantener la misma capacidad, pero reducir el espesor y el tamaño de los teléfonos. Además, este método no solo amplia la autonomía, también logra un 10 % más de ciclos de carga y descarga lo que implica mayor vida útil de las baterías. Al avanzar estos, la distribución de la temperatura en el interior de la celda es muy uniforme, de manera que no hay zonas que sufran un excesivo recalentamiento, reduciendo el estrés térmico en su interior.
El inconveniente de esta arquitectura de celdas es su mayor complejidad a la hora de fabricarlas, ya que por su formato se reduce la productividad de los procedimientos por lo que hasta ahora no habían sido producidas en serie para ser utilizadas en las baterías de pequeño tamaño. Por ahora, no hay ninguna información que indique los plazos previstos para que Samsung comience a utilizar esta tecnología en las baterías de sus teléfonos móviles.