Batería de estado sólido: el futuro del coche eléctrico

04 Agosto 2022 - Actualizado 23 Enero 2023
batería de estado solido

Las fábricas de Europa dejarán de ver salir coches de combustión de sus líneas de producción en 2035. Eso quiere decir que a partir de ese momento los nuevos productos comercializados los coparán los coches eléctricos.

¿Qué pasa? Pues que una cosa es el ideal y otra la realidad. España todavía sigue muy por detrás de las cuotas de penetración de otros países por muchos motivos; red de recarga insuficiente, precios, tipología de viviendas, desconocimiento.

Y a todo ello, en los periodos vacacionales como el verano o los puentes, se suma la cuestión de la autonomía. ¿Parar dos veces un par de horas para ir de Madrid a Galicia? Ni de broma. La industria lo sabe y por eso está apostándolo todo a la batería de estado sólido.

Es algo de lo que fabricantes, periodistas y fans de la industria no han dejado de hablar en los últimos años. Para muchos esta tecnología será el pistoletazo de salida para la expansión definitiva del coche eléctrico. ¿Qué ofrece para ser tan revolucionario?

En este artículo te contamos qué es una batería de estado sólido, cómo funciona y, lo más importante de todo, cuándo llegará al mercado. Empieza a preparar las maletas porque se viene una autonomía de otro mundo. 🚗💨💨

Qué es una batería de estado sólido

Hasta hace poco más de una década hablar de baterías de ion de litio era hacerlo del futuro. Las necesidades de autonomía sin embargo son mayores que lo que pueden satisfacer estas unidades de celdas. ¿Por qué te contamos todo esto?

Bien, pues porque la batería de estado sólido es ni más ni menos que una evolución de la batería de ion de litio. Para entenderlo es necesario regresar sobre el funcionamiento de esta última y entender qué es lo que cambia (el nombre te está dando una pista).

"Una batería de iones de litio se compone de un cátodo, un ánodo, un separador y una solución de electrolito líquido", explican desde Samsung. "Una batería de estado sólido emplea un electrolito sólido, no líquido". Hasta ahí todo bastante obvio.

batería de estado solido
Samsung

Esto, que parece un cambio menor, es un concepto bastante revolucionario que resuelve en gran medida los problemas de durabilidad, resistencia y autonomía de las baterías de litio tradicionales. Pero ¿de dónde vienen todas estas cosas?

El problema de las baterías de litio

Las baterías de los coches eléctricos actuales están formadas por dos electrodos de metal (uno cátodo y el otro ánodo), sumergidos en una solución líquida conductora (electrolito). Esta la constituye una sal de litio capaz de liberar la reacción química entre electrodos.

Todos estos elementos juntos forman lo que conocemos como "celda", y muchas de ellas constituyen la batería. ¿Qué pasa al encender el EV? El circuito se cierra iniciando el proceso químico; las partículas ionizadas viajan de un electrodo a otro generando electrones.

batería ion litio

Si es para circular, pues estos se moverán hasta los bornes de la batería, y si es para recargar el coche lo que harán serán cambiar el sentido entre electrodos. A simple vista no debería haber ningún problema. Al menos a corto plazo.

Con el tiempo, las cargas y descargas terminan solidificando la sal de litio. Es decir, el líquido que hace de medio de transporte. Los electrones tienen más dificultades para ir de un electrodo a otro, cosa que termina perjudicando el rendimiento general del coche eléctrico.

Es justo por eso por lo que las baterías se van degradando y pierden autonomía con el tiempo. No es raro que las marcas suelan ofrecer una garantía de ocho años o 160.000 kilómetros. Esto siempre que la batería haya perdido al menos un 30% de su autonomía.

La solución de las baterías de estado sólido

Una cosa no quita la otra. Se necesitan muchos más puntos de recarga y por eso la UE quiere tener un poste instalado cada 60 kilómetros en las carreteras principales de todo el continente antes de 2030. Eso resolvería un poco el reto de la disponibilidad.

Pero la solución real no vendrá solo por el lado de la infraestructura de recarga. La que tiene que dar la puntilla al asunto es la batería de estado sólido. Y nos explicamos con ayuda del nobel John B. Goodenough (el pionero de las baterías de litio).

Este ingeniero publicó en 2017 un artículo científico en el que dibujaba el futuro de la batería de estado sólido. Recordemos que no es un invento moderno (viene Michael Faraday en el siglo XIX). ¿Qué proponía? Una batería de vidrio de estado sólido.

El sistema sería capaz de ofrecer una densidad energética tres veces superior al emplear un ánodo de metal alcalino. El electrolito de estado sólido es incombustible (no arde), evita las dendritas y es menos propenso al desbordamiento térmico (más compacto).

dendritos batería coche eléctrico
Wikipedia

En cristiano: las baterías no saldrían ardiendo y ocuparían mucho menos espacio, dejando más margen a los fabricantes en el frente del diseño. Los electrolitos de vidrio sólido además funcionan en temperaturas de hasta -20ºC.

Basta para ver por qué la batería de estado sólido es el Santo Grial de la industria. Los coches eléctricos serían más ligeros, tendrían más autonomía (algunos estiman que hasta un 70% más), se averarían menos y permitirían circular con tranquilidad en invierno.

Cuándo llegarán las baterías de estado sólido a los coches eléctricos

El potencial está ahí pero hay que resolver antes ciertas cuestiones. Cuando eso suceda la industria tendrá en sus manos unas baterías de estado sólido que costarán menos de la mitad de producir que las actuales. En poco tiempo veríamos el 40% de los EV con ellas.

La cosa es que por delante los fabricantes tienen dos enemigos: el coste y la escalabilidad. ResearchAndMarkets estima que para el 2026 la tarifa podría oscilar entre 400 y 800 dólares/kWh. Es solo una previsión y, sí, las marcas la quieren batir.

Aunque Goodenough hablaba de electrolitos de cristal, los fabricantes están desarrollando alternativas también sólidas. ¿Cuáles? No se sabe (secreto industrial). Se sabe que hay por ahí pruebas con nanohilos de oro envueltos en manganeso. Pero poco más.

Así pues la carrera ya ha empezado. El objetivo es llegar a 2030 con una batería de estado sólido escalable que pueda incluirse en la línea de producción de forma rentable. Las que van liderando esta competición son estas.

  • Toyota: La marca japonesa fue la primera en atreverse a anunciar un primer coche eléctrico con batería de estado sólido. Fue en 2020 y no causó poco revuelo. El vehículo híbrido podría llegar antes de 2025.
  • Stellantis (Fiat, Alfa Romeo, Lancia, Maserati, Abarth, Jeep, Chrysler, Dodge, Peugeot, Citroën, DS, Opel): El grupo italofrancés se ha aliado con Factorial para tener un lista una primera batería de estado sólido en 2026.
  • Nissan, Renault y Mitsubishi: Japoneses y franceses se han coordinado para alcanzar la deseada batería de estado sólido rentable en 2028, algo más tarde que la competencia.
  • Grupo Volkswagen (Audi, Bentley, Bugatti, Cupra, Lamborghini, Porsche, SEAT, Škoda, Volkswagen): Los alemanes están trabajando con QuantumScape para tener la batería de estado sólido lista en algún momento a partir de 2026.
  • Mercedes-Benz: Su objetivo es ser una marca pura de coches eléctricos para 2030, y por eso están trabajando junto a ProLogium para alcanzar la batería de estado sólido en 2026.
  • BMW y Ford: Alemanes y americanos han dejado de lado sus diferencias para aventajar a la competencia. Las marcas han llegado a un acuerdo con Solid Power para emplear sus baterías de estado sólido en el mismo momento en el que estén listas. Quizás para 2025.
  • Hyundai y KIA: En Corea del Sur tampoco se quedan fuera de la carrera tecnológica. Estas dos marcas han llegado cerrado una colaboración con Factorial Energy para desarrollar su propia batería de estado sólido.

¿Conseguirán los coches eléctricos expandirse como prometen? Todo ello depende de las baterías de estado sólido. Todavía son promesas, pero unas muy, muy emocionantes para la reducción de las emisiones de CO2.

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