La marca surcoreana ha presentado su plan para producir baterías de estado sólido para vehículos eléctricos. El objetivo pasa por comenzar a hacerlo en 2027, ofreciendo una notable reducción de peso y un control de los, por ahora, altos sobrecostes de este tipo de tecnología.
El exceso de peso en los coches eléctricos es un tema que debe abordarse para garantizar la eficiencia energética, el rendimiento y la seguridad de estos vehículos.
Las baterías de iones de litio actuales, que son las más comunes en los vehículos eléctricos, pueden representar hasta el 30 % del peso total del vehículo. Además, los motores eléctricos y otros componentes pueden aumentar aún más el peso total del automóvil.
Este exceso de peso puede tener varios efectos negativos en los vehículos eléctricos. Por ejemplo, puede disminuir la eficiencia energética, lo que resulta en una menor autonomía por carga.
También puede afectar el rendimiento, la aceleración y la velocidad máxima del vehículo. Además, puede tener un impacto en la seguridad, ya que los vehículos más pesados tienen una mayor masa en movimiento y, por lo tanto, pueden requerir una mayor distancia de frenado. También genera mayores fuerzas inerciales y consecuencias más graves en caso de impacto.
En algunos casos, el exceso de peso de los vehículos eléctricos ha llevado a la prohibición de su uso en estacionamientos mecánicos. Esto se debe a que estos estacionamientos suelen tener un límite de peso máximo, que puede ser superado por los vehículos eléctricos más grandes y pesados. La prohibición de uso de estos estacionamientos puede ser un problema para los propietarios de vehículos eléctricos que necesitan estacionar en ciertas áreas.
Por estas razones, los fabricantes de automóviles eléctricos y baterías están realizando esfuerzos para abordar el problema del exceso de peso en los vehículos eléctricos.
En concreto, los fabricantes están explorando el uso de baterías más ligeras y eficientes, así como el uso de materiales más livianos para reducir el peso total del vehículo. Además, se están haciendo esfuerzos para aumentar la eficiencia energética y mejorar el rendimiento de los vehículos eléctricos con el fin de que puedan competir con los vehículos de combustión interna en términos de autonomía y velocidad. Algo que, a su vez, permitiría el uso de baterías más pequeñas.
La nueva batería de estado sólido de Samsung
Durante la InterBattery 2023, Samsung SDI dio a conocer sus avances en una batería de estado sólido con tecnología Super-Gap Edge.
Para probar la viabilidad de su concepto de batería, Samsung llevará a cabo una producción piloto de las celdas sin ánodo en la segunda mitad del año, lo que se conoce como la «línea S».
Las celdas sólidas de Samsung usan un electrolito de óxido estable en lugar de la solución de electrolito inflamable de hexafluorofosfato de litio que se encuentra en las baterías actuales. Este cambio permite evitar los efectos de fuga térmica que pueden causar incendios en los vehículos eléctricos.
Samsung ha utilizado su experiencia en la producción de óxido sólido a altas temperaturas para sus condensadores cerámicos multicapa (MLCC) y aplicado este conocimiento al desarrollo de su batería de estado sólido.
Además de la seguridad, la presentación de la batería de estado sólido de Samsung se enfocó precisamente en el tema tratado al inicio de este artículo: la reducción de peso.
Debido a que las baterías pueden representar hasta el 30 % del peso total de un automóvil eléctrico, el uso de tecnología de estado sólido puede reducir significativamente ese peso adicional, lo que aumentaría el alcance del vehículo con una sola carga.
La densidad volumétrica de la batería también se espera que sea mayor que la de las baterías actuales, lo que permitiría un rendimiento entre 1,5 y 2 veces mayor en el mismo espacio.
Objetivo, reducir costes y lanzar al mercado en 2027
Las baterías de estado sólido han sido señaladas por la industria como la clave en el mercado futuro de las baterías. Incluso, Corea del Sur, país de origen de Samsung, ha anunciado recientemente una inversión de 15.000 millones de dólares con el objetivo de ganar la carrera de esta tecnología.
Sin embargo, aún quedan retos por superar y Samsung ha reconocido que la batería de estado sólido tiene altos costes de producción, lo que haría que los lotes iniciales de producción en masa de la línea S fueran algo así como una oferta boutique, similar a sus primeros televisores OLED.
Una de las razones de ese sobrecoste es que la fusión de todos los elementos sólidos requiere una gran cantidad de presión. Como menciona el propio presidente de la compañía, Lee Jae-Jong, la presión para fabricar una batería de estado sólido suele ser de unos 3000 bar.
Para aplicar esta presión, se utiliza el proceso de Warm Isostatic Press (WIP), que consiste en colocar la bolsa en un tanque de agua, cerrar la cámara y aplicar presión ultraalta con agua a presión. En el caso de la línea S de Samsung, el objetivo es alcanzar 5000 bar de presión.
A pesar de estas desventajas, Samsung espera que cuando se inicie la producción masiva alrededor de 2027, los costes se hayan reducido lo suficiente como para hacer que los coches eléctricos con baterías de estado sólido sean una propuesta viable, incluso si los primeros modelos tienen un precio superior.
