Las baterías de estado sólido son dispositivos de almacenamiento de energía que emplean electrolitos sólidos en lugar de los líquidos o geles utilizados en las baterías tradicionales de iones de litio. Esta modificación estructural permite mejoras significativas en rendimiento y seguridad.
Características técnicas y ventajas
- Densidad energética: Estas baterías pueden almacenar más energía en menos espacio, lo que se traduce en una mayor autonomía para los vehículos eléctricos. Por ejemplo, las celdas de muestra B de QuantumScape alcanzan una densidad energética de 800 Wh/l (Watts-hora por litro). En cambio, la densidad energética típica de una batería de iones de litio utilizada en automóviles eléctricos oscila entre 250 y 700 Wh/l, dependiendo de la química utilizada y el diseño específico de la celda.
- Tiempo de carga reducido: La estructura de las baterías de estado sólido permite cargas más rápidas. QuantumScape ha demostrado que sus baterías pueden cargarse del 10% al 80% en solo 15 minutos.
- Seguridad mejorada: Al eliminar los electrolitos líquidos inflamables, se reduce el riesgo de incendios y se mejora el rendimiento en temperaturas extremas.
- Durabilidad: Estas baterías presentan una vida útil más prolongada debido a una menor degradación con el tiempo.
Origen e impulsores del desarrollo
El concepto de baterías de estado sólido se remonta a los trabajos de Michael Faraday entre 1831 y 1834, quien descubrió electrolitos sólidos como el sulfuro de plata y el fluoruro de plomo. En la actualidad, empresas como QuantumScape y Basquevolt lideran la investigación y desarrollo de esta tecnología. QuantumScape, una startup con sede en California, ha iniciado la producción de celdas de muestra B para vehículos eléctricos. Por su parte, Basquevolt, con sede en España, ha entregado prototipos de celdas de batería a clientes de los sectores automotriz y aeronáutico.
Fabricantes de automóviles involucrados en la tecnología
Numerosos fabricantes de automóviles están invirtiendo en el desarrollo de baterías de estado sólido para sus próximos modelos eléctricos:
- China:
- BYD: Ha anunciado planes para introducir estas baterías en sus modelos de gama alta en 2027 y una adopción masiva para 2030.
- Chery: Ha comenzado la producción en serie de baterías de estado sólido y planea incorporarlas en sus modelos a partir de 2025.
- NIO: Sus modelos ET5 y ET7 estarán equipados con baterías de estado sólido de 150 kWh, ofreciendo autonomías superiores a 1.000 km.
- GAC: Ha anunciado avances en esta tecnología y planea lanzar modelos con baterías de estado sólido en los próximos años.
- Japón:
- Toyota: Ha invertido significativamente en esta tecnología y planea lanzar vehículos con baterías de estado sólido en 2027.
- Nissan: Ha anunciado planes para lanzar su primer vehículo con esta tecnología antes de 2028 y ha inaugurado una planta piloto para acelerar su desarrollo.
- Europa:
- Stellantis: Ha iniciado pruebas con la empresa Factorial y espera equipar modelos como el Dodge Charger Daytona con estas baterías para 2026.
- Mercedes-Benz: Se ha asociado con la startup Factorial para desarrollar baterías de estado sólido Solstice, que podrían aumentar la autonomía en un 80%.
- Volkswagen: A través de QuantumScape, trabaja en la integración de estas baterías en sus modelos eléctricos de próxima generación.
- Estados Unidos:
- Ford: Ha invertido en Solid Power para acelerar la investigación y el desarrollo de esta tecnología.
- Fisker Inc.: Desarrolla el sedán eléctrico Fisker EMotion con baterías de estado sólido, que podrían ofrecer hasta 650 km de autonomía. Sin embargo, las graves dificultades financieras por las que atraviesa esta compañía hacen dudoso que este desarrollo llegue a las calles.
- General Motors: Está explorando esta tecnología para mejorar la eficiencia y autonomía de sus vehículos eléctricos.
Desafíos y consideraciones
A pesar de sus ventajas, las baterías de estado sólido enfrentan desafíos como la complejidad en su producción y la necesidad de materiales específicos. La transición desde las baterías de iones de litio tradicionales requerirá inversiones significativas en infraestructura y desarrollo tecnológico.