A diferencia de las baterías tradicionales de iones de litio, que utilizan un electrolito líquido para transportar los iones de litio entre el cátodo y el ánodo, las baterías de estado sólido emplean un electrolito sólido. Este electrolito puede estar compuesto de materiales como cerámica o vidrio, en lugar de los líquidos altamente inflamables presentes en las baterías convencionales. Esta diferencia fundamental en la estructura química otorga a las baterías de estado sólido características que podrían superar las limitaciones actuales de las baterías de iones de litio.
Es por eso que Francesc Corberó, director de comunicación de Nissan en España, ha comentado para industry TALKS que las baterías de estado sólido cambiarán las reglas del juego de los vehículos eléctricos: “Tienen un potencial de densidad energética dos veces superior al de las baterías de iones de litio convencionales, un tiempo de carga significativamente más corto gracias a un rendimiento superior de carga y descarga, y unos costes más bajos gracias a unos materiales menos costosos”.
“Esto quiere decir que duplicarán la autonomía de los vehículos, reducirán el precio de las baterías de forma significativa y además reducirán en un tercio el tiempo de carga de las mismas. Nissan planea utilizar baterías de estado sólido en una amplia gama de vehículos, haciendo que sus vehículos eléctricos sean aún más competitivos”, ha añadido.
Ventajas de las baterías de estado sólido
Y es que las baterías de estado sólido cuentan con innumerables ventajas. Por un lado logran una carga más rápida. Las baterías de estado sólido tienen el potencial de ofrecer tiempos de carga significativamente más rápidos que las de iones de litio. Esto se debe a que el electrolito sólido permite un flujo de iones más rápido y eficiente, lo que podría reducir considerablemente el tiempo necesario para recargar la batería, un factor crucial para los usuarios de vehículos eléctricos.
El principal beneficio de las baterías de estado sólido es su seguridad. Al no tener un electrolito líquido, se elimina el riesgo de fugas o incendios que pueden ocurrir cuando las baterías tradicionales se dañan o se sobrecalientan. Esto representa un gran avance en términos de seguridad, especialmente en el ámbito de los vehículos eléctricos, donde las baterías son un componente esencial.
También son capaces de tener una mayor densidad energética. Las baterías de estado sólido pueden almacenar más energía en un volumen y peso reducido en comparación con las baterías de iones de litio. Esto podría traducirse en una mayor autonomía de los vehículos eléctricos sin necesidad de aumentar el tamaño o el peso de la batería. Con una mayor densidad energética, los vehículos eléctricos podrían recorrer distancias mucho mayores con una sola carga.
En este sentido, Cecilia Medina, gerente de Innovación y Talento de SERNAUTO, ha declarado para industry TALKS que “los especialistas aseguran que el tipo de batería que actualmente utilizamos está llegando al máximo de su potencial y que el próximo avance tecnológico procederá del estado sólido, lo cual nos da la posibilidad de conformar una cadena de valor de baterías en Europa, más alejada de la producción y el control de las materias primas de China”.
“Por ello, se están haciendo esfuerzos desde varios proyectos tanto a nivel europeo, como SOLiDIFY, o incluso en España a través de BASQUEVOLT, una iniciativa impulsada por el Gobierno Vasco, Iberdrola, CIE Automotive, Enagás, EIT InnoEnergy, y CIC energiGUNE”, ha añadido.
Así, Medina ha dejado claro los beneficios de este tipo de baterías: “Entre las bondades prometidas está el suministrar más energía en un formato más pequeño gracias a su mayor densidad energética, lo que supone autonomías superiores a las actuales de litio, y que son las ideales para cargas y descargas rápidas. Otro factor fundamental está en su arquitectura, que sea rentable para la producción a gran escala y que se pueda adaptar a las líneas actuales de baterías de litio para su producción”.
Retos de las baterías de estado sólido
Aunque las ventajas de las baterías de estado sólido son prometedoras, todavía existen varios desafíos que impiden su adopción generalizada en la industria de los vehículos eléctricos. Uno de los principales obstáculos es el alto costo de producción. La fabricación de baterías de estado sólido requiere materiales avanzados y procesos de fabricación más complejos, lo que las hace más caras en comparación con las baterías de iones de litio convencionales.
Otro desafío importante es la escalabilidad. Aunque algunos prototipos de baterías de estado sólido han mostrado resultados impresionantes en laboratorio, la producción a gran escala de estas baterías todavía presenta dificultades técnicas. La creación de un electrolito sólido que sea tanto eficiente como resistente a las tensiones mecánicas durante el ciclo de carga y descarga es un reto continuo para los investigadores.
Además, el proceso de integración de estas baterías en los vehículos eléctricos también requiere ajustes en los sistemas de gestión de energía y en la arquitectura de los propios vehículos, lo que puede aumentar aún más los costos y la complejidad.
Medina ha señalado que estas baterías tienen “un menor ciclo de vida, un rendimiento en climas fríos que no era tan espectacular como a temperatura óptima y un coste de producción más elevado. Obstáculos en los que se está trabajando en laboratorio”.
Por su parte, Corberó ha puesto el valor el trabajo que hacen en Nissan: “Estamos llevando a cabo una amplia labor de investigación y desarrollo en el ámbito de la electrificación, desde la investigación de materiales para baterías a nivel molecular hasta el desarrollo de vehículos eléctricos, e incluso el desarrollo de ciudades utilizando los vehículos eléctricos como baterías de almacenamiento”.
Por lo tanto, las baterías de estado sólido representan un avance significativo para la industria de los vehículos eléctricos, ofreciendo soluciones a varios de los problemas actuales. Aunque su adopción masiva todavía enfrenta barreras, los avances recientes auguran un futuro cercano en el que los vehículos eléctricos sean más seguros, eficientes y accesibles para todos.
