Las baterías de estado sólido utilizan capas delgadas de electrolitos sólidos, que transportan iones de litio entre los electrodos.
Las baterías de estado sólido podrían cambiar las reglas del juego para los vehículos eléctricos (EV) al almacenar más energía, cargar más rápido y ofrecer una mayor seguridad que las baterías de iones de litio líquido, lo que ayuda a acelerar el cambio de automóviles que funcionan con combustibles fósiles.
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¿CÓMO SON DIFERENTES DE LAS BATERÍAS LÍQUIDAS DE IONES DE LITIO?
Las baterías de estado sólido utilizan capas delgadas de electrolitos sólidos, que transportan iones de litio entre los electrodos.
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Las baterías de iones de litio (li-ion) utilizan electrolitos líquidos y tienen separadores que evitan que el electrodo positivo entre en contacto con el electrodo negativo.
Actualmente, las baterías de estado sólido se utilizan en dispositivos como marcapasos y relojes inteligentes.
La producción masiva de estas baterías para vehículos eléctricos está a tres o cinco años de distancia, dicen los expertos.
¿CUÁLES SON LAS VENTAJAS DE LAS BATERÍAS DE ESTADO SÓLIDO?
Es probable que sean más seguras y estables que las baterías de iones de litio líquidas en las que el electrolito es volátil e inflamable a altas temperaturas. Esto hace que los vehículos eléctricos que usan baterías de iones de litio sean más vulnerables a incendios y fugas de sustancias químicas.
Una mayor estabilidad significa una carga más rápida y reduce la necesidad de equipos de seguridad voluminosos.
Pueden contener más energía que las baterías de iones de litio líquidos, lo que ayuda a acelerar el cambio de vehículos de gasolina a vehículos eléctricos porque los conductores no necesitarían detenerse con tanta frecuencia para cargar sus automóviles.
¿POR QUÉ ES DIFÍCIL PRODUCIR BATERÍAS DE ESTADO SÓLIDO EN MASA?
Los fabricantes de automóviles y las empresas de tecnología han producido celdas de baterías de iones de litio de estado sólido de una en una en un laboratorio, pero hasta ahora no han podido escalarlas a una producción en masa.
Es difícil diseñar un electrolito sólido que sea estable, químicamente inerte y que siga siendo un buen conductor de iones entre los electrodos. Son costosos de fabricar y son propensos a agrietarse debido a la fragilidad de los electrolitos cuando se expanden y contraen durante el uso.
Actualmente, fabricar una celda de estado sólido cuesta unas ocho veces más que una batería de iones de litio líquida, dicen los expertos.
¿QUIÉN ESTÁ INTENTANDO HACERLOS?
La japonesa Toyota Motor Corp es una de las pioneras en la producción masiva de baterías de estado sólido. Ha dicho que está luchando con su corta vida útil, pero aún tiene la intención de comenzar a fabricarlos a mediados de la década de 2020.
Además de la investigación interna de Toyota, se ha asociado con Panasonic Corp de Japón para desarrollar estos paquetes de energía con su empresa Prime Planet Energy & Solutions Inc.
Pisándole los talones, la alemana Volkswagen ha invertido en la firma estadounidense de baterías Quantum Scape Corp, respaldada por Bill Gates, que tiene como objetivo introducir su batería en 2024 para los vehículos eléctricos de VW y, finalmente, para otros fabricantes de automóviles.
VW dice que la batería ofrecerá aproximadamente un 30% más de autonomía que una líquida y se cargará al 80% de su capacidad en 12 minutos, que es menos de la mitad del tiempo de carga más rápida de las celdas de iones de litio disponibles en la actualidad.
Stellantis, formada en enero por la fusión del fabricante de automóviles italoestadounidense Fiat Chrysler y la francesa PSA, tiene una aventura llamada Automotive Cells Co con Total Energies y una asociación con Contemporary Amperex Technology Co Ltd (CATL) de China. Stellantis tiene la intención de introducir baterías de estado sólido para 2026.
Ford Motor Co y BMW AG han invertido en la puesta en marcha de Solid Power, que dice que su tecnología de estado sólido puede ofrecer un 50% más de densidad de energía que las baterías de iones de litio actuales. Ford espera reducir los costos de las baterías en un 40% para mediados de la década.
Hyundai Motor de Corea del Sur, que ha invertido en la puesta en marcha de Solid Energy Systems, planea producir en masa baterías de estado sólido en 2030.
Samsung SDI Co Ltd, una filial de Samsung Electronics Co Ltd, está trabajando en el desarrollo de baterías de estado sólido.
El líder del mercado de vehículos eléctricos, Tesla Inc, hasta ahora no ha dicho que quiera desarrollar o usar celdas de estado sólido en sus automóviles.