QuantumScape presenta una batería sólida que carga en 5 minutos y conserva el 80% tras 1.000 ciclos

Durante años, las baterías con electrolito sólido han sido presentadas como el Santo Grial del coche eléctrico. Más autonomía, tiempos de recarga mucho menores y una seguridad superior a la de las baterías convencionales. Sin embargo, convertir esas ventajas teóricas en un producto que pueda fabricarse a gran escala y funcionar durante cientos de miles de kilómetros está resultando mucho más complicado de lo esperado.

Uno de los fabricantes que lleva más tiempo intentando superar estas dificultades es QuantumScape. La empresa estadounidense, que mantiene una estrecha relación industrial con el Grupo Volkswagen, ha anunciado ahora una nueva plataforma denominada Osprey, con la que pretende acelerar el desarrollo de baterías completamente sólidas y abrir su tecnología a otros fabricantes.

La novedad no consiste únicamente en conseguir una batería con buenas prestaciones. QuantumScape asegura haber resuelto uno de los problemas técnicos más importantes de las baterías que utilizan sulfuros: la necesidad de aplicar una presión mecánica elevada para mantener un funcionamiento estable durante los ciclos de carga y descarga.

Una batería que carga en cinco minutos y conserva el 80% de su capacidad después de 1.000 ciclos

La nueva plataforma Osprey combina varias tecnologías que QuantumScape lleva años desarrollando. Por un lado, utiliza su separador cerámico patentado, diseñado para permitir el transporte de los iones de litio y evitar problemas asociados al crecimiento de estructuras metálicas no deseadas que degradan las celdas. Por otro, incorpora un diseño de litio metálico sin ánodo convencional y un cátodo completamente sólido.

Esta última característica supone una diferencia importante respecto a otras arquitecturas que combinan componentes sólidos con materiales líquidos. En Osprey, QuantumScape busca eliminar el electrolito líquido y aprovechar las ventajas de una arquitectura completamente sólida.

Las priemeras pruebas publicadas por la compañía muestran resultados especialmente interesantes. Las celdas han conseguido completar 1.000 ciclos completos de carga y descarga conservando aproximadamente el 80% de su capacidad inicial. Un resultado que apunta a una durabilidad potencialmente competitiva para su utilización en coches.

Para poner esta cifra en perspectiva, si una batería permitiera recorrer 500 kilómetros por ciclo completo, 1.000 ciclos equivaldrían teóricamente a unos 500.000 kilómetros de utilización acumulada. Evidentemente, se trata de una equivalencia orientativa, ya que la degradación real también depende del tiempo, las temperaturas y las condiciones de uso.

Pero probablemente el dato que más llamará la atención es su velocidad de recarga. QuantumScape afirma que Osprey puede pasar del 10 al 80% de batería en apenas cinco minutos. Por lo tanto, hablamos de potencias por encima de los 500 kW.

La compañía también apunta a una densidad energética volumétrica potencial de hasta 1.100 Wh/L, una cifra muy elevada que permitiría almacenar más energía en el mismo espacio. Esto abre dos posibilidades para los fabricantes: aumentar la autonomía sin incrementar las dimensiones de la batería o mantener la capacidad actual utilizando un conjunto más compacto.

A estas prestaciones se suma la capacidad de funcionamiento a temperaturas inferiores a -20 °C, una característica especialmente interesante para los mercados con inviernos rigurosos, donde las baterías convencionales pueden experimentar pérdidas importantes de prestaciones y capacidad de recarga.

Sin embargo, el avance más relevante puede ser otro mucho menos espectacular sobre el papel, pero fundamental para conseguir que esta tecnología llegue a las fábricas.

Las baterías sólidas basadas en sulfuros suelen necesitar una presión mecánica considerable para mantener un buen contacto entre sus componentes internos. Si ese contacto se deteriora durante los ciclos de carga y descarga, aumenta la resistencia interna y puede acelerarse la degradación de la batería. Esto obliga a incorporar sistemas capaces de mantener las celdas comprimidas, añadiendo complejidad, peso y costes al conjunto. Un problema especialmente importante en un coche, donde cada kilo y cada centímetro disponible cuentan.

QuantumScape asegura que Osprey ha conseguido completar sus ensayos utilizando solamente una atmósfera de presión, aproximadamente la presión atmosférica normal. La compañía presenta este resultado como un avance especialmente relevante para las baterías con cátodos sólidos basados en sulfuros.

Conseguir una vida útil elevada sin recurrir a grandes presiones podría simplificar considerablemente el diseño de los futuros packs de baterías y facilitar su integración en coches eléctricos de producción.

La empresa afirma que ha probado esta arquitectura utilizando diferentes formulaciones de cátodos sólidos, tanto desarrolladas internamente como procedentes de sus clientes del sector del automóvil. Esto permitiría que otros fabricantes aprovechasen el separador cerámico y la arquitectura de QuantumScape para desarrollar sus propias baterías.

Lo que nos falta son las fechas. QuantumScape no ha comunicado una fecha concreta para su fabricación comercial a gran escala ni ha detallado el coste que tendría esta tecnología frente a las actuales baterías LFP o NMC.

Pero los avances anunciados son interesantes porque atacan simultáneamente varios de los grandes desafíos de las baterías sólidas: durabilidad, velocidad de recarga, densidad energética y presión de funcionamiento.

Si QuantumScape consigue trasladar estos resultados a celdas de mayor tamaño y a procesos industriales competitivos, Osprey podría convertirse en una de las plataformas que ayuden a dar el salto definitivo hacia las baterías completamente sólidas. Una tecnología que lleva años prometiendo cambiar el coche eléctrico y que, poco a poco, empieza a ofrecer resultados cada vez más concretos.