Híbridos y Eléctricos

BATERÍAS SIN ÁNODO

Nuevos materiales apuntan hacia una importante mejora en las baterías de iones de litio

Las baterías de estado sólido pueden ser el futuro de la movilidad eléctrica, pero hasta que llegue el día en que su implementación se haga efectiva, los desarrolladores siguen trabajando en mejorar las de iones de litio, las cuales aún tienen mucho que ofrecernos.

Charging the batteries of the elecric motor. Disassembling the battery of an electric vehicle engine. Car service
Nuevos materiales apuntan hacia una importante mejora en las baterías de iones de litio

El mundo de las baterías avanza al mismo ritmo que aumenta el interés por el vehículo eléctrico. Actualmente las más utilizadas son las de iones de litio, pero durante la Cumbre de Baterías y Electrificación, presentada por Battery Technology y SAE International, se han dado a conocer numerosos avances al respecto de este sector, empoderando aún más la evidencia de que durante esta década podrían llegar al poder las conocidas como baterías de estado sólido. 

Durante esta cumbre, Bob Galyen, presidente del Comité Directivo de Estándares de Baterías de SAE International y presidente emérito y CTO de NAATBatt International, admitió que las baterías de estado sólido son las que mejores factores de éxito poseen de cara a su implantación en los coches eléctricos. Entre sus virtudes se encuentran la falta de compuestos orgánicos volátiles combustibles, la capacidad de seguir funcionando en caso de rotura de la carcasa exterior, su menor tamaño y su alta eficacia. Según se espera, una batería de este tipo será capaz de superar una densidad de energía de 350 Wh por kilogramo. 

Pero antes de que llegue el reinado de las baterías de estado sólido, aún tienen mucho que decir las empresas desarrolladoras de baterías de iones de litio. No es ninguna novedad que dichas empresas están encaminadas en hacer desaparecer lo máximo posible el grafito de los ánodos, siendo sustituido por silicio o litio metálico, materiales con un mejor y mayor rendimiento. Firmas como StoreDot tienen la intención de lanzar al mercado su batería de carga rápida extrema (XFC) de ánodo dominante de silicio. Esta se situaría como paso intermedio hacia un sólido basado en silicio de tercera generación (batería XED o Extreme Energy Density), la cual posee hasta un 70% de fabricación por silicio.

Según afirmó Timothy Holme, cofundador y director de tecnología de QuantumScape, los ánodos de grafito son los responsables de muchas de las limitaciones de las baterías de iones de litio actuales. Esta empresa se encuentra actualmente trabajando mano a mano con el Grupo Volkswagen en el desarrollo de baterías de estado sólido, de las cuales esperan extraer una densidad energética volumétrica de 1000 Wh/litro en su batería sin ánodo; únicamente cuando se esté recargando se formará un ánodo de metal de litio puro. Estas baterías podrían realizar cargas rápidas y obtener una gran resistencia a temperaturas extremadamente bajas (-30º C).  

Por otro lado, Surya Moganty, director de tecnología de la startup Sionic Energy, enfatizó en el potencial que poseen a día de hoy las baterías de iones de litio si son capaces de disminuir el grafito en favor del silicio. Este último tiene diez veces más capacidad para capturar átomos de litio que el grafito. En su batería, más del 60% del ánodo es de silicio y ofrece hasta un 33% más de autonomía en un coche eléctrico por un coste 12% inferior. 

Pero empresas como QuantumScape y StoreDot tienen como finalidad eliminar por completo el ánodo, algo que dicen mejorará la química de iones de litio y la arquitectura de estado sólido. StoreDot detalló la investigación que tiene actualmente en desarrollo para su celda de estado sólido XED de alto rendimiento, la cual muestra un diseño híbrido y monta un ánodo basado en silicio, así como un segundo estudio donde esta se encuentra completamente libre de ánodo.

Estas baterías no se esperan que estén disponibles hasta el año 2028, como mínimo, pero la presentación de la empresa hizo ver a todos los asistentes que los iones de litio aún tienen mucho que decir al respecto. Aún a día de hoy, la fabricación de grandes volúmenes y su impacto monetario final siguen siendo un valor decisivo a la hora de encarar llevar a cabo su desarrollo. En QuantumScape, por su parte, se encuentran construyendo prototipos de estas celdas, y a final de década prevén una producción general por encima de 20 GWh/año de baterías sin ánodo.

Como podemos ver, el desarrollo de baterías se encuentra más vivo que nunca. Quién sabe si finalmente las de estado sólido podrán ver la luz verde por primera vez en un coche en esta década o tendremos que esperar a la próxima, lo que sí nos queda claro es que aunque estas tarden más en poner la guinda, las de iones de litio tienen aún mucho margen de mejora, pudiendo aumentar los estándares actuales, considerablemente.

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