¿Qué son las baterías EV de estado sólido?

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Los vehículos eléctricos son nuevos, divertidos y evolucionan a un ritmo rápido. Y aunque estamos viendo mejoras importantes en las velocidades de carga y el kilometraje, todavía hay un largo camino por recorrer. Uno de los avances más emocionantes son las baterías de estado sólido, y escuchará mucho sobre ellas en un futuro cercano.

Los vehículos eléctricos de hoy en día obtienen energía de las baterías de iones de litio, el mismo tipo de batería dentro de nuestros teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y tabletas. No hay nada de malo en eso, pero las células de estado sólido prometen un futuro mejor.

Con eso en mente, aquí explicaremos un poco sobre las baterías EV de estado sólido y en qué se diferencian de las celdas actuales de iones de litio en un Tesla o F-150 Lightning.

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Estado sólido vs. iones de litio: ¿Cuál es la diferencia?

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Las baterías de iones de litio utilizan un electrolito líquido que permite el flujo de energía entre el cátodo y el lado del ánodo durante la carga y cuando una batería está en uso. Este líquido (o a veces un gel) también estabiliza las superficies, extiende la vida útil y es una mejora con respecto a la tecnología de batería más antigua.

Los iones dentro de una batería cambian de un lado a otro durante el uso y regresan mientras se carga, eventualmente se desgastan con el tiempo. La solución de electrolitos ayuda a mejorar el proceso, ralentiza la degradación y mejora la vida útil.

Sin embargo, las baterías actuales de iones de litio son inflamables, tienen un rango de voltaje limitado y comienzan a perder rendimiento con el tiempo. Similar a cómo su teléfono no tiene una carga tan bien como lo hizo cuando lo compró por primera vez. También son pesados y no muy densos en energía.

La tecnología de batería de estado sólido promete solucionar la mayoría de esos puntos débiles. Mientras que una batería de estado sólido funciona de manera muy similar a la de iones de litio, utilizan un material sólido en lugar de los líquidos o geles en los productos actuales. Ese material sólido puede ser cualquier cosa, desde cerámica, polímeros o sulfitos.

Al eliminar el electrolito líquido inflamable, las baterías de estado sólido tienen menos partes móviles y son más estables, compactas, livianas y seguras. También son caros y difíciles de fabricar, por lo que no los estamos viendo ya en los vehículos.

Las baterías de estado sólido no son nuevas y, por lo general, solo se usan en dispositivos eléctricos pequeños, como marcapasos y equipos médicos, y la mayoría no son recargables. ¿Podría estar a punto de cambiar?


Beneficios de la batería de estado sólido en vehículos eléctricos

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La idea detrás de las baterías de estado sólido en los vehículos eléctricos es que serán mejores en todos los aspectos. Hay menos partes móviles, ningún líquido que se mueve y más compacto. Tampoco requieren el enfriamiento de iones de litio, lo que disminuirá el peso al tiempo que mejora las velocidades de carga.

Los fabricantes esperan que el cambio al estado sólido pueda mejorar la seguridad y reducir la inflamabilidad, disminuir el tamaño de las celdas de la batería, ofrecer mayores capacidades en el mismo espacio y mejorar el rendimiento. Esto podría ofrecer más potencia, automóviles de mayor alcance o vehículos más compactos y livianos.

Una batería de estado sólido puede teóricamente ofrecer una mayor densidad de energía, rangos de voltaje más altos para una carga sustancialmente más rápida, más alcance y un rendimiento mejorado. Además, las celdas de la batería en sí durarán más tiempo.

Las baterías de iones de litio comenzarán a degradarse y perder capacidad de energía después de 1.000 ciclos. Muchas baterías de estado sólido actuales pueden retener más del 90% de la capacidad después de más de 5.000 ciclos. Esto significa que los vehículos eléctricos durarán aún más.

Imagina tener una nueva F-150 Lightning que se cargue más rápido, vaya más allá, pese menos, sea más eficiente, tenga una vida útil más larga y obtenga un mejor rendimiento. Ese es el objetivo con la tecnología de batería de estado sólido.


¿Cuándo podríamos ver baterías de estado sólido en vehículos eléctricos?

Porsche

Desafortunadamente, la tecnología y la fabricación aún no están allí. Las baterías de estado sólido son caras y complejas de fabricar en el tamaño necesario para un vehículo eléctrico. Luego, los fabricantes tendrían que ampliar las instalaciones de producción para satisfacer la creciente demanda, que es otro desafío.

Como resultado, muchos expertos sugieren que las baterías de estado sólido para vehículos eléctricos no estarán listas o producidas en masa hasta al menos 2030. Según Forbes, todavía tenemos un largo camino por recorrer.

Las primeras celdas de batería de iones de litio enfrentaron obstáculos similares. Pero eventualmente, se volvieron más asequibles, más fáciles de producir y ahora son en lo que millones de personas, dispositivos y automóviles confían hoy en día. Con el tiempo, la idea es que las baterías de estado sólido sigan el mismo camino y se conviertan en una alternativa viable.

De hecho, muchas marcas automotrices están trabajando arduamente para que esto se convierta en una realidad. El Grupo Volkswagen es el mayor accionista de Quantumscape, una compañía que trabaja en tecnología de baterías de estado sólido, y hemos visto informes de que Porsche quiere usarlas en los próximos vehículos eléctricos. Ford y BMW se han asociado con Solid Power, y muchos otros están haciendo lo mismo.

Mercedes-Benz está trabajando en una tecnología de batería de litio-silicio que es más segura y más densa en energía, y casi todos los fabricantes de automóviles han anunciado un plan para una nueva tecnología de baterías, la mayoría de las cuales se centra en celdas de batería de estado sólido.

Y aunque Toyota se volvió complaciente después del Prius y se quedó atrás de gran parte de la competencia en vehículos eléctricos, las baterías de estado sólido podrían ser su gracia salvadora. Esto se debe a que Toyota planea lanzar su primer vehículo híbrido EV de estado sólido en 2025 y ha invertido miles de millones en la tecnología.

Toyota podría ser la primera compañía en comercializar baterías de estado sólido para vehículos eléctricos, lo que le daría una gran ventaja sobre la competencia.


Reflexiones finales

En caso de que aún no te hayas dado cuenta, los vehículos eléctricos son el futuro. Ya están igualando o superando a los vehículos a gasolina en muchas métricas, y esto es solo el comienzo. El cambio a baterías de estado sólido podría ayudar a reducir la ansiedad por el alcance, mejorar el rendimiento, hacer que la carga sea tan rápida como detenerse para obtener gasolina y marcar el comienzo de una nueva generación de vehículos eléctricos.

Todavía tenemos un camino largo, lento y sinuoso por delante, pero los avances ciertamente van en la dirección correcta. De cualquier manera, tendremos que esperar y ver.

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