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Ventajas y retos de las baterías de electrolito sólido


Para que la movilidad cero emisiones, basada en coche eléctrico alimentado por baterías, triunfe definitivamente, muchas empresas, usuarios y especialistas tienen puestas sus esperanzas en las baterías de estado sólido. Pero en realidad; ¿cuáles son sus ventajas?

La forma de funcionar de una batería de iones de litio tiene como base el movimiento de los electrones que se ‘trasladan’ desde el ánodo (positivo), al cátodo (negativo). Para realizar este ‘viaje’ es necesario un electrolito basado en una sustancia que permita conducir la energía eléctrica.

Las actuales baterías que se emplean en los automóviles a la venta en la actualidad, utilizan este principio. Pero puede que en un futuro no muy lejano, este electrolito pase a ser sólido en lugar de líquido, lo que abrirá la puerta a una serie de ventajas considerables.

Ventajas

Una de las principales ventajas de estas nuevas baterías de estado sólido, ya usadas en marcapasos, es su seguridad derivada de su gestión térmica. Mientras que las baterías actuales sufren problemas de temperatura que comprometen la seguridad y el rendimiento, las baterías de estado sólido no son tan ‘sensibles’, permitiendo mejorar un aspecto crucial de la actual tecnología.

La carga y descarga de las baterías con electrolito líquido, sufren alteraciones de temperatura que comprometen todo el sistema y degradan la batería. El electrolito sólido apenas sufre este inconveniente, por lo que se resuelven diversos problemas no sólo en la construcción de la batería, sino en el diseño de todo el automóvil, incluidos los complejos sistemas de gestión térmica de la batería.

Otra ventaja de las baterías de estado sólido viene dada de su mayor densidad energética. Esto quiere decir que a mismo peso y dimensiones, estas baterías del futuro pueden almacenar más energía respecto a las actuales.

Esto supone una reducción de pesos considerables que dispara la eficiencia y la autonomía, sobre todo de los vehículos más pequeños, donde en la actualidad es más difícil usar baterías de gran tamaño para incrementar el alcance.

Problemas por resolver

Pero para que estas baterías de estado sólido lleguen al mercado primero se deben solventar algunos problemas. La dificultad actual de producir un electrolito sólido estable y que sea utilizable a nivel industrial en grandes tiradas, es una de las principales barreras que los especialistas y los principales fabricantes del mundo tanto de baterías como de automóviles tratan de solventar.

Por el momento, el electrolito sólido muestra una tendencia a expandirse durante su uso, esto puede provocar importantes problemas en las apretadas baterías de los automóviles. Además en el interior del electrolito crecen unos elementos conocidos como dendritas, estas cristalizaciones restan integridad al ánodo acortando la vida a la batería.

Otro de los elementos ‘en contra’ de las baterías de estado sólido, actualmente, es su coste de producción. Según los expertos un equivalente a una batería actual puede multiplicarse por ocho en cuanto al coste de producción.

Este es un factor clave, aunque típico de las tecnologías pioneras que en su fase inicial son más caras, hasta que no se estandariza y se eleva la producción hasta reducir los costes.

Para hacer realidad la batería definitiva del futuro, empresas como Toyota, Panasonic, Volkswagen (en colaboración con QuantumScape), Stellantis con Total, Ford y BMW junto con Sólido Power o Hiunday y SolidEnergy Systems, son algunas de las compañías que persiguen, junto con las chinas, conseguir la batería de estado sólido perfecta para el futuro de la movilidad cero emisiones.

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19 comentarios en «Ventajas y retos de las baterías de electrolito sólido»

  1. Tendrán que seguir investigando.
    Pero, cuando lo consigan, las baterías de electrolito solido, marcarán un antes y un después en el coche eléctrico y en todo el transporte en general.

    Incluso en las baterías de respaldo.

    Pero, esta claro que todo lleva un tiempo y mucho dinero y trabajo.

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    • No solamente coches y baterías de respaldo. Hay muchísimas aplicaciones que utilizan baterías (o no) y que pueden verse revolucionadas por este tipo de baterías. Vehículos pesados, trenes, barcos, maquinaria industrial, de construcción… pero también teléfonos móviles, tablets, ordenadores portátiles, relojes inteligentes… Y permitirán una extensión mucho mayor de las redes 5g y 6g.

      Parece obsceno decir esto con la de guerras y hambre que hay en el mundo, pero será mucho más cómodo cargar el teléfono una vez o dos a la semana que todos los días.

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  2. Creo que las baterías de electrolito sólido están más cerca de lo que nos imaginamos.
    La tan criticada Toyota (parece que va a ser la pionera en esto) ya está haciendo pruebas de este tipo de baterías (de momento con un prototipo):
    https://forococheselectricos.com/2021/09/toyota-pruebas-carretera-baterias-electrolito-solido-prototipo-lq-concept.html
    ¿Cuándo las veremos montadas en EV que podamos comprar?
    Espero (todo parece indicarlo) que será en breve.

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    • Baterías de estado sólido existen desde hace años y no son ni el único ni el primer prototipo en usarlas. Lo que no han conseguido y están investigando es el modo de fabricarlas en líneas de producción y que sean «asequibles» y seguras.

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    • O Toyota está engañándonos a todos para abrumarnos con una amplia oferta de BEV cuando tengan las baterías de electrolito sólido y seguir vendiendo ICEs puros y autorrecargables mientras tanto, o no veo yo claro lo de que vayan a ser pioneros en algo que tenga que ver con la movilidad eléctrica (de verdad)

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    • Lo que quiere hacer Toyota con esta tecnología es aumentar la autonomía de los híbridos o sus PHEV, incluso espera que no hagan un REEV con el hidrógeno.

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      • Cuando Toyota, pionera en fabricación masiva HEV hace más de 20 años cuando NADIE apostaba por este tipo de vehículos (hasta hace poco más de 5 años no había apenas opciones de HEV en Europa en ninguna otra marca quitando Hyundai/Kia vendían HEV en USA y ahora ya venden de todo tipo) se compromete a sacar al mercado un EV con una tecnología como esta, creo (y espero) que cumplirá.
        Pese a las críticas, Toyota está jugando bien sus cartas de un modo inteligente al diversificar abarcando todas las tecnologías de movilidad (otra cosa es que nos guste más o menos) cubriendo todas las necesidades posibles de movilidad abarcas mayor nº de clientes lo que te permite ganar más dinero y si entre otras ofreces tecnologías, no te enfrentas al todopoderoso lobby energético (con enorme poder sobre los Gobiernos) lo que les facilita enormemente que colaboren contigo. Nos guste o no estos lobbys, de momento, tienen la sartén por el mango (incluso para poner puntos de recarga en ruta para nuestros EV).

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        • Toyota estaba encantada de tener a Trump, que era una marioneta de los hermanos Koch, Arabia Saudi, y Rusia, para frenar la industria de las renovables y mentir descaradamente sobre la gravedad del cambio climático.

          De esta gente no se puede esperar nada.

          https://atadvocacy.com/boycott/

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  3. Ya veremos lo que nos depara el futuro del estado solido , en pugna con las de metal aire ,o incluso otras. No esta claro que tipo se impondra por densidad , por facil fabricacion , por precio de produccion densidad, etc etc .
    Con la enorme cantidad de propuestas , dificil es vislumbrar el dominio de alguna..
    Si alguien con datos contrastados lo aclarara. tomariamos referencia de cuales son las principales favoritas y destacables por alguna caracteristica o todas.

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    • Yo supongo que ninguna será “ganadora absoluta “, sino que habrá diferentes tipos en el mercado con sus sus ventajas e inconvenientes. Y cada fabricante se decantará por una u otra según las circunstancias.

      De hecho, ya lo estamos viendo; incluso Tesla ha optado por usar LFP en algunos modelos, mientras sigue usando Li-ion en otros.

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  4. Por mi parte, cuando lleguen las baterías de estado sólido bienvenidas serán. Pero de momento al ritmo que evolucionan las de estado líquido me doy por satisfecho. Las actuales nada tienen que ver con las de hace diez e incluso cinco años y nada tienen que ver con las que habrá dentro de cinco.
    Así que con tantas líneas de investigación abiertas tanto de las de estado sólido como de las actuales, esto no va a parar de mejorar de año en año.

    De momento con las tecnologías actuales ya hemos llegado a un estado que permiten que el EV sea viable. Lo único que hace falta para que estos coches lleguen a todos los bolsillos es que se fabriquen en cantidades similares a los de combustión. En mi opinión este es el único escollo que resta, puesto que el precio de las baterías ya está muy cercano a los tan famosos $100 el KWh. Y si estos todavía siguen costando un poco mas (cada vez menos) que los de combustión es porque se fabrican todavía en tiradas cortas.

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  5. Toyota consiguió, hace muchos años, que sus vehículos de combustión consumieran mucho menos gasolina que el resto, contaminando menos, por tanto, y eso fue un avance entonces.
    También consiguió, gracias a su enorme presión sobre los débiles políticos europeos, que sus vehículos no sufieran penalizaciones por ese menor consumo y se vendieran tan bien.
    ¿Eso es lo que hoy necesitamos para luchar contra la enorme contaminación que sufrimos en Europa, con sus terribles consecuencias, en forma de vidas humanas perdidas, cambio climático, etc?. Yo creo que no.
    Para mi Toyota representa el pasado, pero no el presente y menos aún el futuro de la automoción sostenible.

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    • Ya se comercializan, pero son muy caras y solo se usan en aplicaciones muy especiales (como los marcapasos que menciona el artículo o drones).

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    • +1 Hacen falta como el comer, las actuales son algo inestables, se calientan-incendian y pesan el doble de lo que debieran y ocupan el doble…

      Un VE que lograra bajar de 400-600kgs de paks actuales a unos 200-300 (normales y teslas de gran capacidad) seria reducir 200 a 300 kgs de peso.

      Con lo cual consumirian menos y harian mas autonomia…

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