El frenazo de las baterías de estado sólido que prometían salvar al coche eléctrico

Se habla de las baterías de estado sólido como del “santo grial” que revolucionará el mercado de los coches eléctricos. Su características, al menos sobre el papel, así lo han venido pronosticando, pero ahora algunos de sus mayores defensores aseguran que su adopción masiva todavía está bastante lejos de ser una realidad.

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Jesús Díaz

Las baterías de estado sólido son para muchos la solución a todos los problemas que plantea ahora mismo el coche eléctrico. A diferencia de las omnipresentes baterías de iones de litio, esta tecnología promete una densidad energética mucho mayor, lo que puede aumentar la autonomía del coche hasta el triple, son mucho más seguras, porque no se incendian y explotan como sus ‘primas’ líquidas, y además permiten una carga mucho más rápida.

Uno de los grandes defensores de esta tecnología es Toyota, que ha registrado hasta la fecha más de mil patentes relacionadas con las baterías de estado sólido y que hace a penas un año aseguró que usaría este tipo de baterías en sus coches híbridos antes de 2025. Toyota se ha unido a Panasonic para crear una empresa conjunta llamada Prime Planet. La compañía fabrica las baterías de iones de litio que van a parar a los vehículos híbridos e híbridos enchufables de Toyota y algunas de las baterías que se usan para alimentar los Tesla.

El máximo responsable de Prime Planet y antiguo ejecutivo de Toyota, Hiroaki Koda, ha hablado recientemente con el Financial Times y ha asegurado que las baterías de estado sólido no van a ser la revolución que todo el mundo espera. Según Koda, las baterías de iones de litio de base líquida dominarán todavía el mercado durante al menos los próximos diez años.

"Falta mucho para que las baterías de estado sólido se conviertan en un factor de cambio", afirma Koda. "Una de las razones es la dificultad de desarrollo [de las baterías de estado sólido] y la otra es la ampliación del potencial de las baterías de iones de litio líquidos". De hecho Koda ha asegurado que su compañía ya ha empezado a desarrollar la próxima generación de baterías de iones de litio que podría estar lista a partir de 2025.

Una tecnología que no acaba de arrancar

La diferencia entre una batería de iones de litio líquido y una de estado sólido está principalmente en el electrolito. Mientras que las primeras usan un líquido conductor que generalmente es una sal de litio, en las otras el compuesto conductor es sólido.

Hay varias tecnologías para hacer electrolitos en estado sólido. "En el ámbito de los vehículos eléctricos, los electrolitos sólidos a base de sulfuro son especialmente prometedores y algunos de los principales desarrolladores, como CATL, BYD, Samsung SDI y Toyota, entre otros, se centran en esta clase de tecnología", afirma Max Reid, analista de investigación de Wood Mackenzie, en declaraciones para PV Magazine. "Contiene abundantes materiales y tiene una conductividad de iones de litio relativamente alta en comparación con otros electrolitos sólidos, lo que indica un mejor rendimiento durante más ciclos. Sin embargo, el material es inestable en el aire y libera gas H2S, que es venenoso e inflamable".

También se están fabricando baterías con electrolitos basados en óxido. Estos compuestos son químicamente mucho más estables, pero también hace que las baterías sean más complicadas de fabricar en masa porque el proceso requiere de temperaturas muy altas y su estructura, con los separadores en láminas apiladas en vez de enrolladas, es difícil de producir.

La otra tecnología que se emplea actualmente es la más barata, ya que utiliza electrolitos sólidos hechos a base de polímeros que son mucho más fáciles de fabricar que los de las otras dos clases. El problema, según los expertos consultados por la misma revista, es que con este tipo de tecnología la densidad energética no es tan grande, quedando en muchos casos por debajo incluso de las que usan electrolitos líquidos.

Muchas compañías siguen invirtiendo miles de millones en hacer viables estos sistemas de almacenamiento energético. Según el Financial Times, Honda invertirá 43.000 millones de yenes (unos 300 millones de euros) en un centros de investigación para poner en marcha una planta de producción piloto en 2024. Nissan, por su lado, asegura que producirá en masa este tipo de baterías para 2028. Y Volkswagen y Ford han invertido en QuantumScape y Solid Power, respectivamente, unas empresas que se dedican a la fabricación de baterías de estado sólido

No solucionan el problema de la escasez de materiales

"El coste de las baterías de estado sólido puede estar muy por encima de las actuales de iones de litio. Aunque la mayor densidad energética ahorrará costes de módulos y paquetes, la sustitución de los ánodos de grafito por una fina lámina metálica de litio y la sustitución de los electrolitos líquidos por sólidos que contengan elementos como el germanio y el lantano representarían un aumento de costes", afirma Reid. "El material del ánodo de metal de litio es un claro cuello de botella. Por ello, los productores de células podrían optar por un material anódico más abundante (el silicio), que promete un alto rendimiento, pero no tanto como el metal de litio. Por lo demás, las baterías de estado sólido utilizan esencialmente la misma cantidad de materiales catódicos que las actuales de iones de litio, en función del voltaje de la célula".

Esto quiere decir que aunque se consiga mejorar sus métodos de producción acabarán teniendo los mismos problemas con la escasez de materiales que acechan a las baterías de iones de litio actuales. El litio es clave ahora mismo para la supervivencia del transporte eléctrico, pero de seguir el ritmo de producción actual no habrá suficiente para cubrir la demanda. Como explicó recientemente en una entrevista para Yahoo Finance, Keith Phillips, director general de Piedmont Lithium, una compañía estadounidense dedicada a la producción de litio: "Va a haber una verdadera crisis para conseguir el material. No tenemos suficiente en el mundo para convertir tanta producción."