Las baterías de estado sólido se acercan a la realidad para los futuros vehículos eléctricos

La alternativa más sólida a las baterías de ion de litio ampliamente usadas, con los beneficios de mayor seguridad, mayor densidad de energía, vida útil más larga y carga más rápida, está casi aquí.

Esta prometedora alternativa son las baterías de estado sólido (SSBs), que sustituyen los electrolitos líquidos por electrolitos sólidos, eliminando así el riesgo de incendio y permitiendo diseños más compactos, además de soportar más ciclos de carga antes de la degradación. 

Un estudio¹ de la Universidad de California revisó la tecnología y encontró que es capaz de transformar no solo los automóviles eléctricos sino también la electrónica de consumo y el almacenamiento de energía. La clave de todo es la química y la ingeniería.

“Al eliminar el líquido y usar materiales sólidos estables en su lugar, podemos introducir de forma segura más electricidad en la batería de una sola vez, sin los riesgos de sobrecalentamiento o incendios.”

– Autor principal Cengiz Ozkan, profesor de ingeniería mecánica en UCR

A diferencia del líquido en las baterías tradicionales de ion de litio, que se degradan con el tiempo, presentan riesgo de incendio y limitan la velocidad de carga, el material sólido usado en las baterías de estado sólido ofrece un entorno más estable y seguro, permitiendo una carga más eficiente con menos preocupaciones de seguridad.

Con sus cualidades superiores comparadas con las baterías de ion de litio actuales, las SSB están ganando mucho impulso entre las empresas, pero hasta ahora, la tecnología sigue en la fase de desarrollo. No será por mucho tiempo, sin embargo.

Validación en el mundo real: Baterías de estado sólido en vehículos eléctricos (demostración QS/VW)

Esta semana, el desarrollador de baterías de estado sólido QuantumScape (QS ), junto con su socio comercial PowerCo, realizó una demostración en vivo de sus baterías de litio‑metal de estado sólido de alta densidad energética alimentando un vehículo.

PowerCo es la división de baterías del Grupo Volkswagen, uno de los principales fabricantes de automóviles del mundo y el mayor fabricante de automóviles en Europa. VW es propietaria de marcas como Audi, Bentley, CUPRA, Ducati, Lamborghini, Porsche, SEAT y Škoda. La compañía también produce vehículos comerciales ligeros y pesados como MAN y Scania, mientras que CARIAD es la unidad de software y tecnología para todos los vehículos del Grupo Volkswagen. 

El Grupo VW y PowerCo han sido inversores a largo plazo en la tecnología de estado sólido de QuantumScape y han estado probando sus celdas prototipo durante años.

Ahora, por primera vez, QuantumScape, PowerCo y el Grupo Volkswagen han presentado la nueva tecnología en IAA Mobility en Múnich, una de las ferias de movilidad más grandes del mundo. 

Al retirar la cubierta negra del vehículo, revelaron una motocicleta de carreras Ducati V21L totalmente eléctrica modificada, que está completamente alimentada por celdas de estado sólido QSE‑5.

Las celdas de estado sólido en la motocicleta fueron ensambladas usando la plataforma de fabricación propietaria de QuantumScape (proceso de producción Cobra), que permite un tratamiento térmico más rápido, requiere menos espacio en planta y elimina ciertos pasos de material. El sistema de batería, único en su tipo, fue diseñado por especialistas de Audi, específicamente para las celdas SSB de QS.

La demostración marca un gran logro no solo para las empresas involucradas sino también para el sector de vehículos eléctricos (EV), ya que fue la primera vez que las celdas sin ánodo de QuantumScape pasaron de la planta de fabricación a un vehículo real para que el mundo lo viera.

“Hoy hemos cruzado el umbral de la posibilidad a la realidad.”

– CEO y presidente de QuantumScape Dr. Siva Sivaram

La asociación de la compañía con PowerCo, señaló, posiciona a QuantumScape para escalar su tecnología transformadora a producción de gigavatios‑hora (GWh), y juntos “ayudarán a inaugurar una nueva era de transporte electrificado”.

Según el anuncio oficial, la primera demostración en vivo del mundo de baterías de litio‑metal de estado sólido de QS alimentando un EV representa un avance significativo en la tecnología de baterías y un gran paso hacia la comercialización de EVs de estado sólido.

Con esta tecnología, el objetivo es ayudar a impulsar la revolución EV, que el CEO de PowerCo, Frank Blome, dice “es la mayor transformación que la industria automotriz haya visto”. 

Las SSB redefinirán lo que es posible para vehículos premium de alto rendimiento, y la demostración es solo el comienzo, añadió.

Hoja de ruta de QuantumScape para pasar del prototipo a la producción

Con las baterías tradicionales de ion de litio alcanzando los límites de su posible densidad de energía y seguridad a medida que la electrónica portátil, los vehículos eléctricos y las redes de energía renovable se vuelven más extendidas y exigentes, QuantumScape ha recurrido a las baterías de estado sólido para proporcionar mayor densidad de energía, carga más rápida y seguridad mejorada para apoyar la transición a un futuro bajo en carbono.

Actualmente lidera la carrera global de desarrollo de baterías de estado sólido, lista para llevar sus celdas de estado sólido totalmente desarrolladas al mercado de EV a gran escala en un futuro cercano.

La reciente demostración de su tecnología para que el mundo la viera hizo que el precio de las acciones de la compañía, con capitalización de mercado de 5 mil millones de dólares, se disparara. Al momento de escribir, QS cotiza a 8,85 $, con un impresionante aumento del 70,52 % en lo que va del año, aunque todavía está lejos de su máximo histórico (ATH) de 132,73 $ alcanzado a finales de 2020.