600 Wh/kg y más de 1.000 km de autonomía: China rompe límites hacia la batería que necesita el coche eléctrico

La carrera por conseguir baterías cada vez más ligeras y con mayor capacidad acaba de dar otro paso importante en China. Un equipo formado por investigadores del Tianmushan Laboratory y la Universidad de Tsinghua ha desarrollado una batería de litio metal en formato de celda tipo bolsa que ha superado la barrera de los 600 Wh/kg de densidad energética. El trabajo ha sido publicado en Nature Communications y pone el foco en uno de los grandes problemas de esta tecnología: conseguir mucha energía sin sacrificar demasiado la duración y la seguridad.

La tecnología utilizada no es una batería convencional. Las baterías actuales emplean habitualmente un ánodo de grafito, mientras que las baterías de litio metal sustituyen este material por litio metálico, mucho más favorable desde el punto de vista de la capacidad específica. El problema es que este sistema lleva años chocando con varias barreras: degradación del electrolito, formación de dendritas de litio, pérdida de capacidad y problemas de seguridad cuando se trabaja con tensiones elevadas.

Aquí es precisamente donde entra el trabajo de los investigadores chinos. El equipo ha desarrollado una estrategia denominada estructura de solvatación de fuerte coordinación con aditivos, que modifica el comportamiento del electrolito y permite crear capas protectoras más estables alrededor de los electrodos. En la práctica, el objetivo es evitar que el electrolito se degrade rápidamente y, al mismo tiempo, limitar la aparición de las peligrosas dendritas sobre el ánodo de litio metal.

La clave está en utilizar una pequeña cantidad de un aditivo especialmente diseñado para que se coordine con los iones de litio. De esta forma, el aditivo participa de manera preferente en la formación de las capas protectoras que se generan sobre los electrodos. Según los investigadores, esto permite reducir el consumo de otros componentes del electrolito y crear interfaces más resistentes durante los ciclos de carga y descarga.

El resultado es especialmente llamativo cuando se lleva a una celda de tamaño considerable. Una celda tipo bolsa de 10 Ah, equipada con un cátodo ternario de alto contenido en níquel, alcanzó una densidad energética de 550,7 Wh/kg y conservó el 80% de su capacidad después de 180 ciclos en las condiciones especificadas por los investigadores. Con un material catódico basado en un óxido laminar rico en litio y manganeso, la densidad energética llegó hasta 602,5 Wh/kg, manteniendo el 80% de la capacidad después de 60 ciclos.

Es una cifra que permite hacerse una idea de hasta dónde puede llegar esta tecnología. Una batería actual de un coche eléctrico está muy lejos de esos valores cuando hablamos del pack completo, ya que entre las celdas, la refrigeración, la estructura, el sistema de gestión y el resto de componentes existe una diferencia importante respecto a la cifra obtenida en una celda experimental. Por eso, 600 Wh/kg no significa que vayamos a tener coches eléctricos con packs de 600 Wh/kg en los próximos años.

De hecho, este es probablemente el punto más importante de todo el anuncio. Los propios investigadores dejan claro que se trata todavía de una tecnología en fase de investigación y que será necesario continuar trabajando antes de plantear una producción comercial a gran escala. Entre conseguir una celda experimental con unas cifras extraordinarias y fabricar millones de celdas con un coste razonable, una vida útil suficiente y unos niveles de seguridad adecuados existe todavía un camino considerable.

Y China no está sola en esta carrera. CATL lleva varios años trabajando en tecnologías destinadas a elevar de forma considerable la densidad energética. En 2023 presentó su batería de materia condensada, inicialmente anunciada con hasta 500 Wh/kg, destinada principalmente a aplicaciones aeronáuticas. Más recientemente, CATL ha llevado esta tecnología a una versión para automóviles con 350 Wh/kg a nivel de celda, mientras que su sistema de batería aeronáutica de 350 Wh/kg ha superado en agosto de 2026 una prueba destinada a demostrar que un escape térmico no se propaga entre celdas adyacentes.

Esto deja bastante claro hacia dónde está avanzando la industria. Mientras las baterías convencionales siguen mejorando poco a poco, las baterías de litio metal intentan abrir una nueva categoría con densidades energéticas muy superiores. De hecho, otro trabajo publicado este mismo año por investigadores de Tsinghua consiguió una celda tipo bolsa de 7,2 Ah con 652,4 Wh/kg, aunque con una retención de capacidad del 94,5% después de 28 ciclos, lo que demuestra tanto el potencial como la dificultad de mantener estas prestaciones durante mucho tiempo.

Y todavía hay tecnologías más ambiciosas en el horizonte. CATL ha señalado el interés estratégico por las baterías de litio-aire, una tecnología que utiliza oxígeno del aire en el proceso electroquímico y que sobre el papel tiene una densidad energética teórica extraordinariamente elevada. Algunas estimaciones sitúan ese límite teórico en torno a los 12.000 Wh/kg, una cifra comparable a la energía específica de la gasolina, aunque no debe confundirse en ningún caso con una batería real disponible para un coche.

Precisamente por eso, conviene poner en contexto cada nuevo récord. Las cifras de laboratorio sirven para demostrar que una determinada química puede funcionar y que existen caminos para superar las limitaciones actuales, pero después llegan los problemas de coste, fabricación, refrigeración, seguridad, envejecimiento y comportamiento en condiciones reales. En automoción, además, no basta con conseguir una celda espectacular: hay que convertirla en un pack fiable que pueda funcionar durante cientos de miles de kilómetros.

Aun así, superar los 600 Wh/kg en una batería de litio metal es un resultado muy importante. No porque vaya a transformar mañana los coches eléctricos que podemos comprar, sino porque demuestra que la barrera de los 500 Wh/kg no es necesariamente el final del camino. Si estos avances consiguen trasladarse algún día desde el laboratorio a la producción en grandes cantidades, podrían permitir baterías mucho más ligeras, aumentar considerablemente la autonomía o, algo todavía más interesante, mantener la autonomía actual reduciendo de forma importante el peso de los vehículos.

Puntos clave

• Investigadores del Tianmushan Laboratory y la Universidad de Tsinghua han desarrollado una batería de litio metal de alta estabilidad.
• La celda tipo bolsa ha alcanzado 602,5 Wh/kg de densidad energética.
• Otra configuración consiguió 550,7 Wh/kg y conservó el 80% de capacidad tras 180 ciclos.
• El avance se basa en una nueva estrategia de regulación del electrolito mediante aditivos.
• La tecnología sigue en fase de laboratorio y todavía no está preparada para producción masiva.
• CATL trabaja paralelamente con baterías de materia condensada y baterías de litio-aire.
• Los 12.000 Wh/kg de las baterías de litio-aire son una referencia teórica, no una cifra alcanzada por un producto comercial.