Batería de estado sólido: qué es y en qué se diferencia de la de iones de litio

La batería ha sido siempre un elemento vital para el funcionamiento de un vehículo, aunque hasta la llegada de los coches híbridos y eléctricos su uso se ha limitado a propiciar la puesta en marcha del motor de arranque. También sirve de apoyo al alternador cuando hay que suministrar energía a elementos como los accesorios de ventilación, seguridad, multimedia, etc., o cuando mantenemos el motor al ralentí y este no proporciona al alternador la potencia necesaria.

Sin embargo, en la actualidad la movilidad eléctrica demanda un nuevo tipo de baterías con una función distinta: almacenar suficiente energía eléctrica como para mover el vehículo durante largos periodos de tiempo sin necesidad de combustibles fósiles y un motor térmico.

La batería de estado sólido cuenta con una densidad energética muy superior y puede almacenar hasta el triple de energía

En este sentido, la tecnología que actualmente se impone es la de baterías de iones de litio, semejantes a las que se utilizan mayoritariamente en dispositivos electrónicos como los teléfonos móviles, las tablets o los ordenadores portátiles.

Pero la automoción necesita mucho más si quiere que el coche eléctrico se convierta en la primera opción de movilidad para la mayoría de los usuarios. Y ahí es donde entra en juego la batería de estado sólido.

Cómo funcionan las baterías de estado sólido

Para entender el funcionamiento de una batería de estado sólido, así como sus ventajas, primero necesitamos saber cómo actúa una batería de iones de litio, pues la primera no deja de ser una evolución de la segunda.

Las baterías de iones de litio cuentan con tres elementos principales:

• El ánodo
• El cátodo
• El electrolito

Tanto el ánodo como el cátodo son electrodos metálicos que sufren una reacción,​ mediante la cual un material ve modificado su estado. En el caso del ánodo, dicha reacción es de oxidación al perder electrones, mientras que el cátodo sufre una reducción al recibirlos.

Fran Valle ya ha probado uno de los eléctricos del año: el Hyundai Ioniq 5.

El electrolito, en este caso sal de litio, es el conductor que hace posible la presencia de los iones necesarios para que se produzca la reacción química y, por tanto, el almacenamiento de la energía eléctrica.

Cada batería está formada por varias celdas que contienen todo esto en su interior y que se conectan entre sí. Cuando enchufamos un dispositivo a esta batería, se produce una transferencia de energía hacia el mismo. Cuando se conecta un cargador, se produce el efecto inverso.

La batería de estado sólido sigue los mismos principios que la de iones de litio, pero con la diferencia de que el electrolito o material conductor no es un líquido, sino un sólido. Al tratarse de una tecnología aún en desarrollo, no se conocen los materiales utilizados por todas las empresas actualmente centradas en la misma, pero se sabe que algunos utilizan cristal y otros silicio o incluso nanohilos de oro envueltos en manganeso, por ejemplo.

Por qué es mejor una batería de estado sólido que una de iones de litio

Algunos de los inconvenientes principales de la batería de iones de litio son los siguientes:

• Duración media limitada (unos 10 años en los coches eléctricos)
• Número limitado de cargas
• Caras
• Peligro de sobrecalentamiento
• Pérdida de rendimiento a bajas temperaturas

La teoría dice que las baterías de estado sólido solucionan algunos de estos inconvenientes, principalmente dos que son muy relevantes para la industria de la automoción: la autonomía y el tiempo de recarga.

La batería de estado sólido previene la progresiva solidificación de la sal de litio, por lo que tampoco se producen las cavidades que merman la capacidad de la batería y aumentan el riesgo de sobrecalentamiento.

De igual modo, cuenta con una densidad energética muy superior y puede almacenar hasta el triple de energía y reducir los tiempos de carga de manera ostensible. Finalmente, al contar con un electrolito sólido, en caso de accidente previene un posible incendio.

¿Es ya una realidad la batería de estado sólido?

Las baterías de estado sólido prometen más durabilidad, más autonomía y una carga más rápida, además de mayor seguridad. Pero, ¿cuándo empezaremos a verlas en el mercado?

En teoría, los primeros modelos de coches eléctricos que verán la luz con baterías de estado sólido incluidas lo harán en 2022, siendo Ford y BMW quienes ya han avanzado sus intenciones en este aspecto.

Esta tecnología lleva casi una década desarrollándose y su lanzamiento al mercado está ya a punto de consumarse de la mano de empresas como Solid Power, QuantumScape y muchas otras, casi todas con financiación de grandes empresas automotrices con la intención de ganar la batalla por ser las primeras en beneficiarse de dichos avances.

¿Quién conseguirá ser la primera?