¿Qué perspectivas ofrece la batería totalmente sólida para los coches eléctricos?
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Tras la batería de iones de litio, ¿se convertirá algún día la batería de electrolito sólido en la nueva tecnología de referencia para el almacenamiento de energía a bordo de los coches eléctricos? Las perspectivas que ofrece la batería totalmente sólida son reales, pero pasarán varios años antes de que los primeros proyectos industriales den sus frutos.
por Renault Group
La batería de estado sólido es una evolución de la batería de iones de litio en la que el electrolito líquido se sustituye por un material sólido que puede adoptar la forma de un polímero o de polvos inorgánicos similares a una especie de cerámica. El paso a un electrolito sólido podría, en teoría, eliminar los inconvenientes relacionados con el uso de un electrolito líquido.
Las promesas de la batería de estado sólido
El electrolito sólido ofrece un nuevo «campo de acción» en química que permite esperar un aumento de la densidad energética y reducir la dependencia de materiales críticos como el cobalto. Además, al prescindir del electrolito líquido inflamable, el diseño de la batería se simplifica y se ve menos limitado por los requisitos actuales de seguridad.
Las baterías convencionales tienen una temperatura máxima de 60 °C: otro de los retos de la batería de estado sólido es superar esta restricción de temperatura para simplificar el sistema de refrigeración, que es una de las limitaciones a la hora de acelerar la velocidad de recarga. Por lo tanto, hay que considerar las ventajas de la batería totalmente sólida en dos niveles: el de la química y el del sistema completo, que debería ser más sencillo, más ligero y, por lo tanto, más barato.
Sin embargo, las promesas de las baterías de estado sólido están resultando difíciles de hacer realidad. De hecho, es necesario diseñar un electrolito que sea a la vez muy estable y muy conductor, para garantizar la correcta circulación de los iones de litio de un electrodo a otro de la batería, pero también desarrollar nuevos métodos para fabricar baterías adaptadas a estos nuevos materiales.
¿La batería del futuro?
Por todo el mundo, los laboratorios de investigación trabajan, por tanto, en el desarrollo de nuevos compuestos destinados tanto a los electrodos como al electrolito de las futuras baterías sólidas. Más allá de la investigación sobre los materiales, los experimentos se centran en el desarrollo de celdas con un mayor rendimiento (especialmente en cuanto a densidad energética, tiempo de carga y durabilidad), pero también en la mejora del proceso de fabricación con vistas a una producción a mayor escala.
Entre los numerosos actores que participan en los trabajos relacionados con las baterías de estado sólido, la startup estadounidense Ionic Materials ya ha logrado desarrollar un polímero capaz de conducir iones de litio a temperatura ambiente, lo que constituye un componente tecnológico fundamental para las baterías totalmente sólidas, cuyo rendimiento resulta prometedor. La Alianza Renault-Nissan-Mitsubishi invirtió en esta startup en 2018 para acelerar el desarrollo industrial de sus soluciones.
Las baterías de estado sólido podrían, a largo plazo, encontrar salidas en el sector del automóvil, pero también en el almacenamiento estacionario de energía, que constituye hoy en día una de las opciones de «segunda vida» de las baterías eléctricas antes de la fase de reciclaje.