Los autos eléctricos ya no son ni lentos ni aburridos, su avance es increíble, pero sus principales problemas siguen siendo los mismos, son pesados, tienen autonomía limitada en el uso real y demoran en cargarse. Las automotrices han hecho progresos increíbles, especialmente en capacidad y recarga, pero ya están preparando la tecnología que puede poner al auto eléctrico a la par del de combustión en esos dos aspectos. Hablemos de baterías en estado sólido.
Lo primero que hay que aclarar es que sólido no es como en un disco rígido de computadora, sino que tiene que ver con la química interna. Hoy el gran problema es la densidad o su capacidad de almacenamiento por kilo. El gran problema de las baterías de litio actuales es que tienen un límite no se puede simplemente colocar más en cada auto, llega un momento donde el peso ya no es conveniente. Para hacerse una idea, mientras la densidad de las baterías actuales queda debajo de los 300 Wh/kg, las sólidas ofrecerían 500 Wh/Kg.
Además de prometer entre un 25 y un 50% más de autonomía con el mismo peso, otra ventaja de las baterías sólidas es que su constitución les permite una carga hasta seis veces más rápida. Su vida útil también debería de ser superior y hoy se habla de al menos 500 ciclos de carga preservando el 80% de la capacidad. Finalmente, una vez listas y puestas en producción seriada serán más baratas que las actuales baterías de iones de litio.
Lamentablemente siempre hay un contratiempo, y en este caso son varios. Una cosa es que estas baterías funcionen bien en teoría, o en le mundo ideal del laboratorio, y otra cosa es desarrollarlas para la calle, usos tan distintos como sus usuarios, accidentes viales y un largo etcétera de inconvenientes. Además, hay que poder llevarlas a la producción masiva, garantizando cumplan con costos tanto de materiales como de fabricación.
Antes de seguir, sería bueno distinguir las baterías sólidas de las de iones de litio. En principio funcionan de la misma manera, hay dos electrodos (un cátodo y un ánodo) que están en contacto por medio de un conductor. Llamado electrolito, ese intermediario suele ser de sal de litio y contiene los iones necesarios para propiciar la reacción química reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo. En el caso de las baterías sólidas el nombre hace referencia justamente a ese “relleno” que en lugar de emplear sales de litio en estado líquido; utiliza un compuesto en estado, valga la redundancia, sólido.
Un dato extra es qué a diferencia de los electrolitos líquidos los sólidos no son inflamables, lo que evitaría los riesgos de incendio que ya costaron bastante a varias automotrices. Otra ventaja es que resulta más fácil de controlar la temperatura en este tipo de acumuladores lo que permite prescindir de separadores entre los electrodos e inclusive de carcasa protectora en el exterior. Esto redunda en menos espacio, menos peso y un sistema de refrigeración más acotado.
Varios fabricantes están invirtiendo sumas formidables en el desarrollo de esta tecnología, los más aventurados dicen que la tendrán lista para 2022, otros hablan de 2025 y lo más esperable es que recién pase a ser una tecnología de uso masivo entre 2028 y 2030, antes de eso debería de aplicarse solo en modelos exóticos y luego premium.
Como ya explicamos, del laboratorio al uso cotidiano hay un largo trecho y existen varios desafíos por solventar como la durabilidad del electrolito sólido. Hay que encontrar el material ideal (recordemos que los costos son importantes) ya que uno de los problemas reside en la baja conductividad del electrolito sólido. Finalmente, como dijimos antes, hay que lograr poder fabricar estos acumuladores a gran escala, ya hablamos sobre la importancia de los costos, ¿no?
En el medio de todo esto hay una solución híbrida, o de electrolito semisólido que cambia de estado y se solidifica in situ. Este es el caso de la anunciada megabatería de NIO que ofrecería una densidad de 360h/kg, muy lejos de lo esperado cuándo llegue la solución definitiva, pero bien por encima de lo visto hoy con el litio.
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