Las claves de la batería que puede cambiar los coches eléctricos: 381 Wh/kg y hasta 1.000 km de autonomía

Hace apenas unos días os hablábamos del importante paso dado por ProLogium al comenzar la producción en serie de su nueva batería Gen 3.5, con una densidad energética de 381 Wh/kg y 903 Wh/l a nivel de celda. En aquel artículo repasábamos la tecnología, su relación con Mercedes-Benz y el enorme reto que supone llevar una batería de estas características desde una línea de producción todavía limitada hasta los coches eléctricos de gran volumen.

Pero hay una pregunta que todos se hacen: ¿qué pueden significar realmente esos 381 Wh/kg para los coches eléctricos? Porque la cifra es para muchos impresionante sobre el papel, para otros totalmente desconocida ya que por sí sola no significa que mañana vayamos a tener modelos capaces de recorrer 1.000 kilómetros con una carga.

La razón es sencilla. Los 381 Wh/kg corresponden a la celda, mientras que un pack completo necesita incorporar estructura, refrigeración, conexiones, sistemas de protección y gestión electrónica. Todo ese conjunto añade peso y hace que la densidad energética final sea inferior. Por eso, para valorar el verdadero impacto de esta tecnología, resulta mucho más interesante imaginar qué ocurriría si una parte importante de esa ventaja llegase finalmente al pack.

En la actualidad, las mejores arquitecturas de baterías ya han conseguido reducir considerablemente la diferencia entre la densidad de la celda y la del conjunto instalado en el coche. CATL, por ejemplo, declara hasta 330 Wh/kg a nivel de celda y 265 Wh/kg a nivel de pack en su batería Qilin NMC. Es una diferencia importante, pero también demuestra que una parte cada vez mayor de la energía almacenada puede aprovecharse dentro del vehículo.

Si en el futuro una batería sólida consiguiera situarse alrededor de los 300 Wh/kg a nivel de pack, las posibilidades serían enormes. Una batería de 80 kWh que hoy necesitase alrededor de 400 kilos podría mantener esa misma energía con unos 267 kilos. O, manteniendo aproximadamente esos 400 kilos, podría almacenar cerca de 120 kWh.

Y aquí aparece la primera gran consecuencia. Los fabricantes no tienen por qué utilizar toda la ganancia de densidad para aumentar la autonomía. Una parte podría emplearse para reducir el peso del coche, algo que a su vez disminuiría el consumo y permitiría conseguir más kilómetros con la misma energía.

En otras palabras, una batería más densa puede generar un efecto multiplicador. Menos peso significa menor consumo; menor consumo significa que una determinada capacidad permite recorrer más kilómetros; y eso puede hacer innecesario instalar todavía más batería.

¿Hasta dónde podrían llegar los coches eléctricos actuales?

Podemos trasladar estas cifras a modelos que ya existen. Imaginemos un coche eléctrico que actualmente utiliza una batería de unos 80 kWh y consigue alrededor de 500 kilómetros homologados gracias a una buena aerodinámica y un consumo contenido. Si pudiera utilizar una batería de 100 kWh manteniendo prácticamente el mismo peso que su pack actual, la autonomía podría aumentar de forma considerable.

No sería descabellado pensar en 600-700 kilómetros homologados en modelos eficientes, mientras que las berlinas eléctricas con una aerodinámica especialmente cuidada podrían acercarse mucho más a los 800 kilómetros. En los vehículos más eficientes, una batería de 120 kWh podría incluso abrir la puerta a cifras cercanas a los 1.000 kilómetros, aunque aquí entran en juego muchos otros factores.

El consumo es precisamente el elemento que determina hasta dónde puede llegar esta tecnología. Una berlina capaz de gastar 13 kWh/100 km necesita 104 kWh para recorrer 800 kilómetros en condiciones ideales. Un SUV grande que consuma 20 kWh/100 km necesitaría 160 kWh para conseguir la misma distancia.

Por eso no veremos automáticamente SUV eléctricos de 1.000 kilómetros simplemente porque aparezcan baterías de 381 Wh/kg. La densidad energética resuelve una parte del problema, pero la aerodinámica, los neumáticos, el peso, la temperatura y la eficiencia del sistema de propulsión seguirán siendo determinantes.

Un buen ejemplo de lo que se puede conseguir combinando todos estos elementos es el Mercedes-Benz VISION EQXX. El prototipo de la marca alemana llegó a superar los 1.000 kilómetros en carretera utilizando una batería relativamente contenida gracias a un consumo extraordinariamente bajo. Mercedes-Benz llegó a registrar un consumo de apenas 8,7 kWh/100 km durante uno de sus recorridos.

Con una tecnología de baterías mucho más densa, el concepto podría trasladarse a un coche de producción. No sería necesario montar una batería gigantesca para alcanzar una autonomía enorme. Una batería de 100-120 kWh en una berlina extremadamente eficiente podría ser suficiente para acercarse a cifras que hasta hace poco estaban reservadas a prototipos.

Pero probablemente el cambio más importante será otro: los coches eléctricos no tendrán necesariamente que llevar baterías cada vez más grandes.

Durante los últimos años hemos visto crecer progresivamente la capacidad de los packs. Los modelos más grandes ya superan los 100 kWh y algunos fabricantes han apostado incluso por capacidades todavía mayores para ofrecer autonomías elevadas. La llegada de baterías mucho más densas podría cambiar esa tendencia.

En lugar de pasar de 80 a 120 kWh para conseguir más autonomía, un fabricante podría mantener una batería de 80-90 kWh y reducir considerablemente su peso. Eso tendría ventajas en consumo, prestaciones, comportamiento dinámico y eficiencia. También permitiría reducir la cantidad de materiales necesarios para cada coche.

La densidad volumétrica anunciada por ProLogium, de 903 Wh/l, abre además otra posibilidad. En un coche eléctrico el espacio disponible para la batería es limitado y aumentar la energía almacenada en el mismo volumen permite incrementar la capacidad sin tener que ocupar más espacio bajo el habitáculo.

La carga rápida también podría beneficiarse de esta evolución. Una batería con mayor densidad energética puede permitir disponer de más autonomía disponible después de una parada relativamente corta, siempre que el fabricante consiga combinarla con una elevada potencia de carga y una gestión térmica adecuada.

Aquí conviene ser especialmente prudentes. ProLogium ha anunciado capacidades orientadas a la carga rápida, pero todavía necesitamos conocer cómo se comportará un pack completo instalado en un coche durante miles de ciclos, en invierno y verano, y después de años de utilización. La verdadera prueba de una batería no es solamente cuánto almacena cuando es nueva, sino cuánto conserva después de mucho tiempo.

Y ese será precisamente el siguiente gran examen para ProLogium. La Gen 3.5 ya ha cruzado una frontera importante al pasar a producción, pero la fábrica de Taoyuan todavía trabaja a una escala pequeña en comparación con las enormes plantas de baterías convencionales. El siguiente salto será conseguir fabricar estas celdas en grandes cantidades, con una calidad homogénea y a un precio que permita utilizarlas en coches que no sean modelos de lujo.

La futura fábrica de Dunkerque será especialmente importante en este sentido. Su primera fase contempla 4 GWh de capacidad y el proyecto está diseñado para alcanzar hasta 44 GWh. Si la compañía consigue llevar hasta allí las características de la Gen 3.5 y mantener sus costes bajo control, estaremos ante una demostración mucho más importante que cualquier cifra obtenida en una celda individual.

Y aquí es donde vuelve a aparecer Mercedes-Benz. La marca alemana mantiene desde 2022 una colaboración tecnológica con ProLogium y lleva años trabajando en baterías de nueva generación. Si esta tecnología consigue superar el examen industrial, Mercedes será uno de los fabricantes que más interés puede tener en aprovechar el salto de densidad para sus futuros coches eléctricos.

Por tanto, los 381 Wh/kg no deberían interpretarse como una promesa inmediata de coches eléctricos de 1.000 kilómetros. Son algo más interesante: una señal de que la industria empieza a acercarse a un punto en el que la densidad energética puede cambiar no solo la autonomía, sino también el peso, el tamaño y la eficiencia de los coches eléctricos.

Si una parte importante de esos 381 Wh/kg termina llegando al pack, un coche que hoy ofrece 500 kilómetros podría aspirar a 600-700 kilómetros sin aumentar demasiado el peso. Los modelos más eficientes podrían acercarse a 800 kilómetros y, con una combinación especialmente favorable de aerodinámica, consumo y capacidad, los 1.000 kilómetros podrían dejar de ser una cifra reservada a prototipos.

Ese es el verdadero interés de la batería de ProLogium. No se trata simplemente de conseguir más kilómetros añadiendo más kWh, sino de conseguir que cada kilo y cada litro de batería almacenen mucho más. Y si la industria logra convertir esa ventaja de la celda en una ventaja real en el coche completo, el salto puede ser mucho mayor de lo que sugiere una simple cifra de Wh/kg.