Las baterías de estado sólido todavía no están listas para sustituir a las actuales baterías de ion de litio con electrolito líquido, pero BYD ya está diseñando cómo fabricarlas con suficiente precisión para instalarlas en sus futuros coches eléctricos. Sus últimos movimientos no se limitan a buscar una nueva composición química: también abordan el comportamiento de los materiales durante la carga, su resistencia al calor y los controles necesarios en una línea de producción.
El fabricante chino ha registrado seis nuevas patentes relacionadas con esta tecnología, que se suman a otra solicitud conocida a finales de julio. Todas giran alrededor de un mismo problema: conseguir que el cátodo y el electrolito permanezcan unidos cuando ambos son sólidos, una condición imprescindible para evitar pérdidas de capacidad, un aumento de la resistencia interna y una degradación prematura.
El gran obstáculo está en el interior de la celda
En una batería convencional, el electrolito líquido rellena los espacios existentes entre los materiales y facilita el movimiento de los iones. Cuando se elimina ese líquido, cualquier separación microscópica entre las partículas puede perjudicar el rendimiento. Por ese motivo, BYD está trabajando con un cátodo que combina electrolitos de haluro y sulfuro de diferentes tamaños.
Una de las soluciones introduce una capa conductora de iones entre ambos electrolitos para impedir que reaccionen directamente. Otra coloca un material sólido intermedio entre el compuesto activo del cátodo y el sulfuro. Esta segunda patente también limita a 117 julios por gramo el calor liberado por la capa activa, con el objetivo de contener posibles episodios de inestabilidad térmica.
BYD plantea además dividir el material del cátodo en dos zonas. La interior estaría formada por partículas monocristalinas, que soportan mejor las tensiones generadas durante los ciclos, mientras que la exterior utilizaría partículas policristalinas, más eficaces cuando la batería trabaja con potencias elevadas. Otra fórmula mezcla óxidos y sulfuros metálicos tratados con litio para reducir la resistencia en los puntos de contacto.
De la composición química al control de calidad
Las dos patentes restantes ofrecen más pistas sobre cómo pretende trasladar estas soluciones a la fabricación. Una propone repartir agentes humectantes de líquido iónico por el electrodo, con mayor presencia en sus zonas exteriores. Su función sería mejorar el transporte de iones y compensar las limitaciones derivadas del contacto entre materiales sólidos
La compañía también ha definido un indicador denominado “Re” para medir la unión entre el cátodo y el electrolito. Según el documento, las partículas del electrolito deberían rodear al menos el 60% del perímetro de cada partícula activa. Mantener esa proporción permitiría mejorar la potencia de carga y descarga, la capacidad disponible y la duración de la celda.
Las primeras pruebas podrían comenzar en 2027
Las informaciones conocidas apuntan a que BYD pretende iniciar una producción limitada de estas celdas en 2027. Las primeras unidades se destinarían a vehículos camuflados de desarrollo, donde se analizaría su funcionamiento antes de valorar una aplicación comercial. Por ahora, la compañía no ha comunicado fechas para su fabricación a gran escala ni las prestaciones que alcanzaría una batería definitiva.
La prudencia también domina entre otros fabricantes chinos. Robin Zeng, presidente de CATL, situó recientemente la madurez de las baterías completamente sólidas en el nivel cuatro de una escala de nueve, reservando el último nivel para una producción masiva. La compañía considera improbable que esta tecnología llegue a millones de coches antes de 2030 por las dificultades de ingeniería, los costes y la complejidad de industrializarla.
Las nuevas patentes no resuelven por sí solas esos obstáculos, pero reflejan que BYD ya está trabajando en cuestiones que van más allá del laboratorio. La seguridad, la densidad energética o la velocidad de carga seguirán siendo determinantes, aunque el verdadero reto estará en fabricar millones de celdas capaces de conservar el mismo contacto interno durante toda su vida útil.