En la carrera por las grandes autonomías en los coches eléctricos, las baterías en estado sólido se presentan como una de las soluciones de futuro más viables. Ya son bastantes las marcas que trabajan con ellas para evaluar su potencial y, en poco tiempo, veremos coches que hagan uso de ellas.
Las baterías en estado sólido son aquellas que, en lugar de electrolitos líquidos, utilizan material cerámico para transmitir la electricidad. El resultado es una reducción de peso, aumento de la velocidad de carga y mayor capacidad de almacenamiento de energía haciendo un uso mucho menor de materiales.
Hay que destacar que, pese a que las baterías en estado sólido requieren hasta un 35% más de litio que en la actual tecnología de iones de litio, utilizan menos grafito y menos cobalto. En concreto, en una batería de vehículo eléctrico de 60 kWh, encontraríamos 55 kilos de grafito y unos 9 kilos de litio. La cuestión radica en que, aunque la mezcla de otros materiales como el cobalto y el níquel puede cambiar en el cátodo, no se puede reemplazar al grafito en el ánodo.
Además, el impacto climático de este tipo de baterías puede reducirse en un 39% en comparación con las baterías de litio actuales, siempre que se fabriquen con materias primas extraídas de forma sostenible. Para ello, se debe hacer uso de nuevos métodos mineros como la extracción de litio de pozos geotérmicos, que generan un impacto climático mucho menor que las técnicas convencionales.
Ventajas de las baterías en estado sólido
Son varias las ventajas que presentan este tipo de baterías:
- Gran capacidad: las baterías en estado sólido cuentan con una mayor densidad de carga, es decir, con el mismo tamaño y peso que una batería de iones de litio es capaz de almacenar mucha más energía. En concreto, hasta tres veces más.
- Tiempos de recarga más rápidos: Pese a que todavía no se producen y utilizan a gran escala, se prevé que las baterías en estado sólido permitan tiempos de recarga un 33% más cortos que en la actualidad.
- Más fiables y mayor vida útil: En las celdas de las baterías de iones de litio, se emplea un separador físico y electrolito líquido. Este hecho favorece la aparición de dentritas, que son filamentos metálicos que aparecen a medida que se van realizando ciclos de carga y descarga y que pueden llevar a crear un cortocircuito. Esto no ocurre con las baterías en estado sólido.
- Precio más económico: el abaratamiento de las baterías es clave para la reducción del precio total de un vehículo eléctrico. Según BloombergNEF, al producirse a gran escala, las baterías en estado sólido podrían ser un 40% más baratas que las baterías de iones de litio utilizadas actualmente.
Proyectos de baterías en estado sólido
En 2022, Nissan presentó un prototipo de instalación de producción de baterías en estado sólido. La planta, ubicada en el Centro de Investigación de Nissan en Japón, tiene como objetivo desarrollar esta tecnología para equiparar el coste de los vehículos eléctricos con los de gasolina. El plan de la compañía es que las baterías tengan un coste de 75 dólares por kWh para 2028 y de 65 dólares por kWh a partir de entonces.
Mercedes-Benz trabaja también en este ámbito y mantiene una cooperación tecnológica con ProLogium con el objetivo de incorporar baterías en estado sólido en sus vehículos a lo largo de la presente década.
La compañía china Nio ya ha probado una batería semisólida con la que ha logrado recorrer ya 1.000 kilómetros con una solar carga. El objetivo es producirla en serie y equiparla en sus modelos topes de gama.
Desde Hyundai y Kia también se trabaja en las baterías en estado sólido, pero no tienen prisa: ya han confirmado que sus coches no llevarán este tipo de baterías hasta, por lo menos, 2030.
Por último, Volkswagen ha invertido 300 millones de euros en QuantumScape, una startup que trabaja sobre esta tecnología. Hasta la fecha, disponen de una batería capaz de cargarse hasta el 80% en 15 minutos. Además, tras 800 ciclos de carga, mantiene el 80% de su capacidad.
¿Cúando llegarán?
Como hemos visto, las baterías en estado sólido ya han salido del papel y son una realidad. Sin embargo, se trata de una tecnología que, por el momento, se encuentra en fase de experimentación por lo general.
The Faraday Institution, un importante centro de investigación en materia de baterías, prevé que, para 2030, las baterías en estado sólido solo estará en un 4% de los coches eléctricos disponibles en el mercado. Sin embargo, para 2040, podrían estar en uno de cada tres vehículos, así que todavía tendremos que esperar para comprobar las bondades de este tipo de batería.
Imágenes: DepositPhotos.
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