¿Qué densidad energética deberán tener las baterías para igualar la autonomía de los coches de combustión?

Uno de los puntos que más valoran los clientes a la hora de elegir un coche eléctrico, es su autonomía. Un valor que no ha parado de aumentar según lo hacía la capacidad de sus baterías, que se benefician de una inversión que les ha llevado a cifras cada veza más elevadas. La pregunta es cuánto falta para que un coche eléctrico pueda tener la misma autonomía que un coche dotado de un sistema de combustión.

En la actualidad, las baterías más avanzadas rondan los 250 Wh/kg en cuando a densidad energética. Algo que ha permitido poner en el mercado modelos medios con autonomías reales de entre 400 y 500 km, y homologadas de 600 o 700 km. Hay propuestas que superan estas cifras, pero que lo hacen de la mano de una batería de gran capacidad, y también a costa de un precio muy elevado.

Podemos tomar como ejemplo el caso de un Tesla Model 3 estándar, 4.72 metros de largo, frente al Toyota Corolla Sedan, con sus 4.63 metros de largo. Un modelo que en su versión híbrida tiene un consumo medio homologado de 4.3 litros a los 100 km, y un depósito de gasolina de 43 litros, que nos da una autonomía homologada de 1.000 km.

Peso en vacío del Corolla = 1385 kg

Peso en vacío del Model 3 = 1836 kg

Peso del Model 3 sin batería = 1382 kg

Consumo medio Tesla Model 3 = 13.2 kWh/100 km WLTP

Capacidad necesaria para recorrer 1.000 km WLTP = 132 kWh

Peso máximo de batería que puede tener el Model 3 para alcanzar el mismo peso en vacío = 1836-1385 kg = 451 kg

Densidad energética en pack necesaria de la batería: 132 kWh/451 kg = 292 Wh/kg.

Como vemos, parece que estamos muy cerca de lograr que un coche eléctrico pueda recorrer 1.000 km con una carga de su batería. Pero la realidad es algo diferente.

Densidad en pack vs densidad en celda

Normalmente, cuando hablamos de densidad energética en las noticias, hablamos de la densidad en celda. Luego, esta celda hay que instalarla en un pack, con sus conexiones, su sistema de refrigeración, sistema de control…etc. Algo que reduce el espacio disponible y con ello, la densidad del pack.

Hoy en día, los sistemas más avanzados, pero cerca de su producción, están en el orden de los 300 o 350 Wh…en celda. Hablamos de diseños que estarán en producción en cuestión de meses, y no las «baterías milagro» de cada semana, que prometen 500 o 600 Wh/kg.

Esto quiere decir que para lograr que un coche eléctrico medio logre los 800 o 900 km de autonomía reales (o los 1.000 km homologados) de un modelo de combustión medio, será necesario que las celdas lleguen al menos hasta los 450 o 500 Wh/kg.

La buena noticia es que parece que no será necesario esperar a la siempre prometedoras celdas de electrolito sólido, que parece tardarán al menos cuatro o cinco años en dar un paso adelante comercial destacable, sino que hay en el camino alternativas de litio que parece podrán ocupar ese hueco a corto plazo.

Por ejemplo, las celdas de ánodo de silicio parecen progresar de forma muy importante en los últimos años, y que en las pruebas desarrolladas este año han logrado alcanzar los 315 Wh/kg en celda.

Un poco más allá parece estar el desarrollo de Amprius, con sus baterías con ánodo de silicio dominante han logrado alcanzar los 450 Wh/kg, con prototipos llegando a los 500 Wh/kg. Cifras en celda para una tecnología que tiene en su capacidad de aceptar cargas ultrarrápidas otro de sus puntos fuertes.

Por supuesto, para muchos no será necesario llegar a los 1.000 km homologados, ya que con mucho menos podrán cubrir totalmente sus necesidades de autonomía, sobre todo teniendo en cuenta la constante expansión de las redes de carga rápida, y los cada vez más cortos tiempos para completar la propia carga.

La respuesta de cuándo, muy posiblemente entre 2025 y 2026 veremos avances importantes en las baterías de litio, que permitirán elevar las autonomías homologadas por encima de los 700 y 800 km, llevando la autonomía real más allá de los 500 km en muchos modelos medios a la venta.

A partir de esa fecha, podremos ver como los coches con 900 o 1.000 km de autonomía homologada se abren paso entre la oferta. Un avance que beneficiará a los modelos de acceso, que podrán montar baterías de mayor capacidad, con autonomías reales de 400 o 500 km reales, con precios más competitivos.