¿Qué es la batería en estado sólido? Conoce las ventajas para los coches eléctricos

Las baterías más utilizadas hasta ahora para impulsar a los coches eléctricos son las de iones de litio. Están formadas por celdas en las que hay un electrodo negativo (ánodo) de donde salen los electrones, un separador y un electrodo positivo (cátodo) a donde llegan. Para generar corriente, es necesario que se produzca una diferencia de potencial provocada por el movimiento de los iones de litio desde el ánodo al cátodo a través de un electrolito líquido.

En su aplicación para alimentar dispositivos móviles y aparatos inalámbricos de uso doméstico, estas baterías recargables presentan grandes ventajas frente a las anteriores de hidruro de níquel y de níquel-cadmio, como la velocidad de recarga, la durabilidad o la densidad de energía. Pero para usarlas en vehículos eléctricos sus prestaciones siguen siendo insuficientes. Por eso, desde hace años se estudian otras soluciones para aumentar la potencia y autonomía de las baterías sin disparar sus costes ni su tamaño y peso.

Una de esas soluciones es la batería de estado sólido, en la que se sustituye el electrolito líquido de sal de litio por otro sólido, normalmente de cristal de sodio, pero también de otros materiales como nanohilos de oro envueltos en manganeso. Y es que el gran problema de las baterías es, precisamente, el electrolito líquido. Con el paso del tiempo, el electrolito pierde propiedades y en su interior se forman dentritas, pequeños filamentos que van reduciendo la capacidad de carga y acaban provocando problemas como sobrecalentamiento, cortocircuitos y, en ocasiones, incluso incendios.

Con las baterías de estado sólido se evita ese deterioro progresivo y la vida útil de la batería se incrementa notablemente. Además, un electrolito de cristal permite usar un ánodo de metal alcalino, con lo que la densidad de carga se multiplica, aumentando así la autonomía del vehículo. De hecho, si las primeras baterías de estado sólido prometían distancias de unos 1.000 kilómetros, ya se ha presentado un proyecto de una compañía china que garantiza 2.000 kilómetros de autonomía, con una densidad energética de 720 Wh/kg. El prototipo de Tailan New Energy aporta un importante avance tecnológico, aunque su producción en serie es, por el momento, una incógnita.

Las ventajas que ofrecen las baterías de estado sólido son evidentes y merece la pena seguir desarrollando esta tecnología. Menor consumo gracias a un tamaño y peso más reducidos, más autonomía, más durabilidad, menor tiempo de carga, mayor seguridad frente a sobrecalentamientos y explosiones, más tolerancia a los cambios de temperatura… El gran inconveniente sigue siendo su elevado precio. Descubrir un proceso de producción a gran escala económicamente asequible es el gran reto de los investigadores.

Mientras tanto, marcas como Toyota, Mercedes Benz o Kia ya se han fijado fechas relativamente próximas como objetivo para comercializar sus primeros modelos con baterías de estado sólido.