Todo ello ha generado una clara necesidad: fuentes de energía que no solo sean eficientes, sino que también se adapten físicamente a los productos que alimentan. Y por lo tanto deben ser baterías seguras, delgadas y flexibles o con formas personalizadas.
En este marco, las baterías impresas se posicionan como una de las grandes revoluciones en el ámbito del almacenamiento energético. Estas soluciones permiten fabricar baterías directamente sobre sustratos flexibles, delgados, mediante técnicas de impresión como la serigrafía o productos con formas y estructuras personalizadas mediante la fabricación aditiva (impresión 3D). Estos desarrollos son una realidad; existen soluciones en el mercado, se están investigando nuevas aplicaciones, y centros tecnológicos como AIMPLAS están liderando desarrollos que prometen transformar el sector.
Un vistazo al presente: qué hay y qué se está moviendo
Hoy en día, es posible encontrar en mercado pilas impresas, aunque su uso aún se concentra en aplicaciones de baja demanda energética, como dispositivos médicos desechables, etiquetas RFID, sensores de bajo consumo o cosméticos inteligentes. Empresas como Blue Spark Technologies o Enfucell comercializan productos basados en tecnologías de impresión plana, utilizando electrodos de zinc o manganeso y electrolitos tipo gel o polímeros sólidos.
Estos dispositivos no permiten actualmente su recarga y presentan ciertas limitaciones, es por ello por lo que diferentes centros de investigación y universidades están desarrollando nuevos materiales y diseños de baterías impresas. El objetivo es aumentar la densidad energética, mejorar la estabilidad y adaptar la forma de las baterías a las necesidades de cada producto. Este es un cambio de paradigma frente al modelo tradicional, en el que el producto debía adaptarse a la batería, y no al revés.
Serigrafía: energía en 2D, con precisión y versatilidad
La impresión por serigrafía es una técnica conocida por su simplicidad de operación, su madurez en el mercado y su escalabilidad, utilizada desde hace décadas en el ámbito de la electrónica impresa.
Esta técnica se postula como una candidata para el desarrollo de las nuevas baterías que demanda el mercado. Su gran ventaja, la posibilidad de depositar capas funcionales (electrodos, electrolitos, separadores) con control del grosor y la morfología, sobre sustratos flexibles como films plásticos, textiles o papel técnico. Estas variables resultan claves en las capacidades y en la funcionalidad final alcanzada en el dispositivo de energía impreso.
AIMPLAS cuenta con más de 10 años de experiencia en el ámbito de la electrónica impresa y dispone de la tecnología que permite avanzar en el ámbito del almacenamiento energético flexible. Así, el centro tecnológico ha iniciado una línea de investigación y desarrollo centrada en baterías serigrafiadas.
Actualmente se trabaja en la aplicación de materiales funcionales disponibles comercialmente como tintas conductoras basadas en óxidos metálicos para alcanzar pilas impresas. Paralelamente, se investiga en la formulación de nuevos materiales más sostenibles, con mejor procesabilidad y compatibles con los requerimientos de la impresión 2D que permitirán fabricar baterías finas, con un grosor inferior a un milímetro, que pueden integrarse directamente en etiquetas, textiles técnicos, envases o sistemas de sensorización desechables.
Impresión 3D: baterías con volumen, hechas a medida
Mientras que la serigrafía permite fabricar baterías planas, la fabricación aditiva o impresión 3D da un paso más: permite crear estructuras tridimensionales con geometrías personalizadas, adaptadas al espacio disponible en el dispositivo. Esto es especialmente útil en sectores como la automoción, aeroespacial, dispositivos portátiles o sistemas embebidos.
Ante el alto potencial y las significativas ventajas que la fabricación aditiva aporta al desarrollo de producto personalizado, AIMPLAS inició durante la pasada anualidad una línea de I+D estratégica aplicando las tecnologías de FD y Direct Writing disponibles al desarrollo de baterías fabricadas en 3D.
Fruto de este trabajo se alcanzaron los primeros prototipos de baterías impresas en 3D, formulando nuevos materiales que no solo son funcionales, sino que pueden procesarse por tecnologías aditivas indicadas. Estos primeros desarrollos han demostrado que la impresión 3D permite la fabricación de los diferentes elementos componentes de la batería usando materiales activos, abriendo la puerta a diseños de batería completamente integrados en el producto.
Además, esta técnica ofrece una gran libertad de diseño, permitiendo integrar baterías en estructuras portantes, carcasas o elementos con doble funcionalidad estructural y energética.
La clave invisible: diseñar la porosidad
Una de las ventajas menos visibles pero más importantes que estas tecnologías aportan es la posibilidad de estructurar la porosidad interna de los electrodos. La porosidad influye directamente en el rendimiento electroquímico, ya que facilita la difusión de iones y mejora el contacto entre los materiales activos y el electrolito.
Tanto la serigrafía como la impresión 3D permiten diseñar estructuras funcionales, ya sea ajustando la formulación de las tintas y pastas, como mediante el control del patrón de impresión y la geometría de cada capa. Esto resulta fundamental para maximizar la capacidad de carga, la vida útil y la eficiencia energética de las baterías impresas.
Conclusión: energía que se adapta al futuro
Las baterías impresas representan una revolución silenciosa pero poderosa en el mundo del almacenamiento energético. Su capacidad para adaptarse a nuevas formas, integrarse en productos inteligentes y aprovechar materiales funcionales las convierte en una tecnología clave para el futuro próximo.
En este camino, AIMPLAS se posiciona como un actor clave, combinando su experiencia en plásticos, materiales funcionales y procesos de fabricación avanzada, con una visión clara: desarrollar soluciones energéticas impresas, sostenibles y adaptadas a las nuevas necesidades del mercado.
Porque el futuro de la energía no solo se mide en voltios o amperios, sino también en forma, adaptabilidad, sostenibilidad y funcionalidad.
Autor: Joaquín Castán, investigador de Ingeniería - Aimplas
