Las baterías de estado sólido son aclamadas como la próxima gran novedad
Baterías de estado sólido se han promocionado como la «próxima gran novedad» en tecnología de baterías. Más ligeras, compactas y flexibles que las baterías de iones de litio, las baterías de estado sólido podrían dar paso a la próxima generación de coches eléctricos, dándoles más autonomía, más espacio y abaratando su producción.
A finales de diciembre de 2022, la corporación QuantumScape, uno de los principales actores de la tecnología de estado sólido y socia de numerosos fabricantes de automóviles, envió su primer prototipo de baterías de estado sólido para su prueba. Basadas en una arquitectura de litio-metal, estas muestras iniciales representan un paso importante hacia la comercialización de las baterías de estado sólido.
Baterías de metal de litio
¿Cómo funcionan estas baterías de estado sólido? Con 24 capas, cada batería QuantumScape tiene un separador de estado sólido, un cátodo y un ánodo con forma de metal y litio. Con capacidades en el rango de varios amperios por hora, la empresa cree que son relevantes no solo para aplicaciones automotrices, sino que, en tamaños más pequeños, también podrían usarse para productos electrónicos de consumo.
Lo que hace que las baterías de estado sólido sean especiales es que pueden almacenar energía de manera más eficiente y confiable que las baterías de iones de litio actuales. Ofrecen una alta densidad de energía a la vez que reducen los costos de material y simplifican el proceso de fabricación.
¿Qué hace que el estado sólido sea mejor?
En teoría, las baterías de estado sólido de metal de litio deberían cargarse más rápido, llegar más lejos, durar más y funcionar de manera más segura que los vehículos eléctricos y de gasolina actuales, lo que nos ayudaría a acercarnos más a un futuro con menos emisiones de carbono.
Las baterías de metal de litio de QuantumScape sustituyen el separador de polímero utilizado en las baterías de iones de litio convencionales por un separador de estado sólido. El ánodo de carbono o silicio utilizado en las baterías de iones de litio convencionales se convierte en un ánodo de metal de litio. El ánodo es más denso en energía, lo que permite que la batería almacene una mayor cantidad de energía en el mismo volumen.
Curiosamente, las celdas «A0» de QuantumScape, que acaban de enviarse, en realidad se expanden y contraen según el estado de carga. La arquitectura de las celdas, que es un híbrido entre las celdas tipo «bolsa» que se utilizan habitualmente en las baterías de los coches eléctricos y un diseño «prismático» con forma de «prismático», se expande y contrae en una sola dirección.
La compañía afirma que alcanzar un objetivo de 1000 Wh/L (vatios-hora por litro) se traduciría en una mayor autonomía para los vehículos eléctricos si las baterías ocupan la misma cantidad de espacio, potencialmente entre un 50 y un 80 por ciento más. Como alternativa, se podría reducir el tamaño de la batería, aligerando el coche, ocupando menos espacio y mejorando la eficiencia general.
Los fabricantes de automóviles comienzan a probar estas baterías de estado sólido
QuantumScape aún tiene mucho trabajo por delante para llevar sus baterías de estado sólido al mercado, incluidas las mejoras en la calidad, la consistencia y el rendimiento de sus procesos de producción. También tiene previsto introducir mejoras adicionales en lo que respecta al producto, como aumentar la capacidad de carga y mejorar la eficiencia del embalaje.
QuantumScape se ha asociado con varios fabricantes de vehículos y Volkswagen grupo, propietario de VW, Audi, Porsche, Bentley, y Lamborghini, entre otros, fue un inversor inicial. Los primeros prototipos de células permitirán a los ingenieros de las marcas de automóviles iniciar el proceso de pruebas y proporcionar información sobre el rendimiento de las nuevas células.
