QuantumScape (Volkswagen) está desarrollando unas asequibles baterías LFP de electrolito sólido

A día de hoy, el coche eléctrico se enfrenta a tres grandes obstáculos de cara a su popularización: una autonomía limitada en comparación con los modelos térmicos, unos tiempos de carga más elevados, y un precio superior. La solución a todos ellos pasa por la evolución de sus baterías, motivo por el que la industria está invirtiendo de forma masiva en su desarrollo.

Las baterías están formadas, a grandes rasgos, por tres componentes principales: el cátodo, el ánodo y el electrolito. En la inmensa mayoría de ellas, el electrolito es líquido y el ánodo de carbono, mientras que los cátodos empleados en la industria automotriz se suelen clasificar en tres químicas: LFP (litio-ferrofosfato), NCM (níquel, cobalto, manganeso) y NCA (níquel, cobalto, aluminio). La primera tiene una densidad energética inferior a las otras dos; a cambio, es más barata y longeva.

Independientemente de la química de los cátodos, muchos expertos coinciden en que el futuro del sector pasa por las baterías de electrolito sólido, las cuales sobre el papel deberían permitir una densidad energética superior y unos tiempos de carga reducidos. Una de las compañías más punteras en el desarrollo de esta tecnología es la startup QuantumScape, cuyo principal accionista es el Grupo Volkswagen.

La empresa aspira a comercializar sus celdas entre los años 2024 y 2025. Su tecnología se basa en un electrolito cerámico que también actúa como separador y en un ánodo de litio-metal, componentes que se pueden combinar con diferentes tipos de cátodos (el separador aísla químicamente el ánodo del cátodo, lo que hace que esta solución sea enormemente flexible). Por este motivo, QuantumScape está trabajando en baterías de electrolito sólido de dos tipos: LFP y NCM.

Densidad energética, vida útil y precio: las claves de la tecnología de QuantumScape

QuantumScape cita varias ventajas de la química LFP, incluyendo su coste (gracias al uso de materiales asequibles como el hierro o el fósforo, estas celdas son hasta un 70% más baratas que las NCM), su estabilidad térmica (lo que posibilita emplear sistemas de refrigeración simplificados sin comprometer la seguridad del pack) y su longevidad (los cátodos LFP funcionan a menor voltaje; además, son estructural y químicamente más estables que los NCM, ofreciendo en algunos casos una vida útil de más de 1,6 millones de kilómetros).

Las celdas LFP de electrolito sólido de QuantumScape podrían ofrecer unas densidades de 600-700 Wh/L y 250 Wh/kg, mejorando en un 50% las cifras de las actuales celdas LFP de electrolito líquido y prácticamente igualando a las mejores celdas NCM ricas en níquel del mercado. Así, un pack de baterías LFP de 50 kWh vería su peso reducido en más de 45 kg.

Además, la tecnología de QuantumScape permitirá reducir todavía más el precio de las celdas LFP, pues en la práctica, sus baterías no tienen un ánodo como tal (el litio se extrae del cátodo a medida que la celda se descarga y se almacena como metal puro en el «ánodo»), lo que implica unos menores costes materiales y productivos.

Por otro lado, las baterías de la empresa se podrán beneficiar de las futuras mejoras que puedan experimentar los cátodos LFP sin necesidad de un rediseño gracias a su gran flexibilidad. En definitiva, combinarán una buena densidad energética, unos costes reducidos, unos tiempos de carga más competitivos y una longevidad sin parangón.