La carrera por la batería de estado sólido: el futuro del coche eléctrico, más cerca

La industria del automóvil ha puesto rumbo hacia la próxima gran revolución: las baterías de estado sólido. Este avance, llamado a sustituir a las actuales baterías de iones de litio con electrolito líquido, promete más autonomía, cargas más rápidas y una seguridad mucho mayor en los coches eléctricos. En otras palabras: vehículos más prácticos, eficientes y fiables.

A diferencia de las baterías convencionales, las de estado sólido prescinden del electrolito líquido -una disolución orgánica de sales de litio por la que los iones de litio se mueven de ánodo a cátodo y viceversa- y lo reemplazan por una membrana, comúnmente, de material cerámico o polimérico, incluso ambos.

Este cambio parece simple, pero supone un salto enorme en rendimiento: permite almacenar más energía en menos espacio, reduce el riesgo de incendio y alarga la vida útil del sistema, estimándose ésta hoy en hasta cuatro veces mayor. Esto supondría un brutal avance en la reducción de la huella de carbono vinculada a la producción de baterías, uno de los puntos débiles de los eléctricos.

Nissan y Toyota abren el camino

Entre los fabricantes más avanzados en esta carrera está Nissan, quien trabaja conjuntamente para su producción a escala con la estadounidense LiCap Technologies, y que acaba de presentar su primer prototipo de batería de estado sólido. Según la marca japonesa, sus nuevas celdas podrían duplicar la autonomía de sus eléctricos actuales, llegando a 1.300 km, y alcanzar a la producción en 2028. La compañía calcula que podría fabricar estas baterías por unos 75 dólares/kWh, lo que reduciría significativamente el coste de producción de los vehículos con este tipo de sistema de propulsión.

Por su parte, Toyota también ha confirmado que su primer modelo con batería de estado sólido llegará entre 2027 y 2028. La firma promete cifras de vértigo: hasta 1.200 kilómetros de autonomía y recargas del 10 al 80 por ciento en solo diez minutos. Un avance que, de hacerse realidad, cambiaría por completo la experiencia de uso del coche eléctrico pero que, inicialmente, no estaría al alcance de todos los bolsillos, lo que la ligaría a marcas y modelos premium como podría ser Lexus.

China también acelera

El gigante chino BYD, líder mundial en ventas de vehículos eléctricos, no se queda atrás. La compañía asegura estar probando baterías con densidades energéticas que casi duplican a las actuales -unos 400 Wh/kg-, capaces de ofrecer hasta 1.900 kilómetros de autonomía teórica y conforme al generoso ciclo chino CLTC. No obstante, BYD admite que todavía no hay un modelo de producción listo para salir al mercado y no hay fechas firmes para su lanzamiento.

Mientras tanto, CATL, el principal proveedor mundial de baterías, ha salido al paso de los rumores que le atribuían un desarrollo con 2.000 kilómetros de autonomía para 2027. El fabricante ha matizado que ese salto no se producirá antes de 2030, aunque sigue trabajando en versiones de estado semisólido -con un electrolito de consistencia similar a un gel, de estado condensado- que sirvan de transición y que, en coches populares, SAIC podría usar en el futuro MG4.

Chery, por su parte, otro de los principales actores chinos, también ha presumido recientemente de sus avances. En este caso su tecnología podría aportar hasta 1.500 km de autonomía y estar lista para incorporarse en un coche de producción no más tarde de 2027 ofreciendo una densidad gravimétrica de 600 Wh/kg.

Y Europa no quiere quedarse atrás

Mientras, otros grupos industriales como Mercedes, Volkswagen o Stellantis tampoco pierden de vista esta tecnología, en todos los casos junto a otros socios tecnológicos. Así, la marca de la estrella presentaba este verano el prototipo de un EQS capaz de recorrer 1.350 km usando este tipo de baterías desarrolladas con Prologium y con la vista a llegar con ellas al mercado en 2030; mientras que otro de sus socios en China, Farasis Energy, explora la base de sulfuro para alcanzar más de 400 Wh/kg.

QuantumScape es el partner del grupo Volkswagen, quien ya tiene una Ducati V12L de competición con una batería denominada QS-5 de este tipo -con separador cerámico- y que ofrece nada menos que 844 Wh/l y se recarga del 10 al 80 por ciento en doce minutos -y que podrían acabar integrándose en sus celdas unificadas producidas en la gigafactoría de PowerCo de Sagunto a finales de década-; mientras que Stellantis camina de la mano de Factorial Energy. Con esta empresa, también vinculada a Mercedes o Hyundai Motor Group, ya se han conseguido desarrollar las celdas FEST con 375 Wh/kg, capaces de soportar sin alteraciones más de 600 ciclos completos de carga y recargar del 15 al 90 por ciento en dieciocho minutos con un cargador rápido convencional.

Eso mientras que otro de los gigantes entre los fabricantes de baterías, Samsung SDI, ha firmado un acuerdo a dos bandas en el contexto de las baterías de estado sólido: el grupo BMW, de cara a que sus coches sigan disponiendo de sus celdas -desde 2009 la coreana suministra al consorcio alemán-, ahora con esta nueva tecnología; y Solid Power, el fabricante del electrolito sólido necesario para ellas. Esas celdas de estado sólido de Samsung serían las ASSB y basadas en contenedores prismáticos, como las que usan los BMW con la plataforma CLAR -la de los actuales modelos grandes a la venta-, pero no la Neue Klasse, a estrenarse con el iX3. Llegarían a la producción, presumiblemente, en 2027 si se mantiene hoja de ruta presentada por Samsung en 2024, cuando se anunciaron para ellas 900 Wh/l.

Panasonic mira más allá del coche

La carrera por el estado sólido no se limita al automóvil. Panasonic -un socio habitual de las marcas de automoción japonesas- ha anunciado que en 2027 presentará una nueva generación de estas baterías diseñadas para robots y maquinaria industrial, un sector donde la fiabilidad y la ligereza son cruciales. Con ello, la tecnológica japonesa busca abrir camino a aplicaciones más amplias antes de saltar de lleno a la automoción.

En todo caso, y aunque las ventajas están claras, los desafíos no son menores. Fabricar estas baterías en serie sigue siendo un reto difícil y costoso. La unión entre los materiales, la estabilidad térmica y la durabilidad a lo largo de miles de ciclos de carga son aspectos en fase de evolución.

Por eso es difícil, y más allá de las estimaciones para dentro de dos o tres años de los primeros lanzamientos de vehículos de producción en serie con este tipo de tecnología, precisar cuando llegaría a suponer una implantación masiva que deje obsoletas a las actuales baterías de electrolito líquido, independientemente de cual sea el material de su cátodo -el electrodo que recibe a los iones de litio durante la descarga de la batería-, si bien eso podría ocurrir en torno a 2030.

Con estas baterías se marcaría el principio del fin de la ansiedad por autonomía al disponer de más mil kilómetros entre cargas y tiempos de recarga similares a los de una parada para repostar combustible, lo que supondría un paso definitivo hacia la madurez de los sistemas de propulsión eléctricos, hoy en transición hacia ese punto.