¿Qué son las baterías EV de estado sólido? – Revisión Friki

procesamiento de batería de estado sólido
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Los vehículos eléctricos son nuevos, divertidos y evolucionan a un ritmo rápido. Y aunque estamos viendo mejoras importantes en las velocidades de carga y el kilometraje, todavía queda un largo camino por recorrer. Uno de los avances más emocionantes son las baterías de estado sólido, y escuchará mucho sobre ellas en un futuro cercano.

Mira, los vehículos eléctricos de hoy obtienen energía de baterías de iones de litio, el mismo tipo de batería que se encuentra dentro de nuestros teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y tabletas. No hay nada de malo en eso, pero las células de estado sólido prometen un futuro mejor.

Con eso en mente, aquí explicaremos un poco sobre las baterías EV de estado sólido y en qué se diferencian de las celdas de iones de litio actuales en un Tesla o F-150 Lightning.

Estado sólido frente a iones de litio: ¿cuál es la diferencia?

Célula de batería de Tesla en una mano
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Las baterías de iones de litio utilizan un electrolito líquido que permite el flujo de energía entre el cátodo y el ánodo durante la carga y cuando la batería está en uso. Este líquido (o, a veces, un gel) también estabiliza las superficies, prolonga la vida útil y es una mejora con respecto a la tecnología de baterías anterior.

Los iones dentro de una batería cambian de un lado a otro durante el uso y regresan mientras se carga, y eventualmente se desgastan con el tiempo. La solución de electrolito ayuda a mejorar el proceso, retrasa la degradación y mejora la vida útil.

Sin embargo, las baterías de iones de litio actuales son inflamables, tienen un rango de voltaje limitado y comienzan a perder rendimiento con el tiempo. De manera similar a cómo su teléfono no retiene la carga tan bien como cuando lo compró por primera vez. También son pesados ​​y no muy densos en energía.

Tecnología de batería de estado sólido promete arreglar la mayoría de esos puntos débiles. Si bien una batería de estado sólido funciona de manera muy similar a la de iones de litio, utilizan un material sólido en lugar de líquidos o geles en los productos actuales. Ese material sólido puede ser cualquier cosa, desde cerámica, polímeros o sulfitos.

Al eliminar el electrolito líquido inflamable, las baterías de estado sólido tienen menos partes móviles y son más estables, compactas, livianas y seguras. También son caros y difíciles de fabricar, por lo que ya no los vemos en los vehículos.

Las baterías de estado sólido no son nuevas y, por lo general, solo se usan en pequeños dispositivos eléctricos, como marcapasos y equipos médicos, y la mayoría no son recargables. ¿Podría eso estar a punto de cambiar?

Beneficios de la batería de estado sólido en vehículos eléctricos

gráfico de carga de vehículos eléctricos
Pelea de sonrisas/Shutterstock.com

La idea detrás de las baterías de estado sólido en los vehículos eléctricos es que serán mejores en todos los aspectos. Hay menos partes móviles, no hay movimiento de líquido y es más compacto. Tampoco requieren el enfriamiento de iones de litio, lo que reducirá el peso y mejorará las velocidades de carga.

Los fabricantes esperan que cambiar a estado sólido pueda mejorar la seguridad y reducir la inflamabilidad, disminuir el tamaño de las celdas de la batería, ofrecer mayores capacidades en el mismo espacio y mejorar el rendimiento. Esto podría generar más potencia, autos de mayor alcance o vehículos más compactos y livianos.

En teoría, una batería de estado sólido puede ofrecer una mayor densidad de energía, rangos de voltaje más altos para una carga sustancialmente más rápida, más rango y un rendimiento mejorado. Además, las propias celdas de la batería durarán más.

Las baterías de iones de litio comenzarán a degradarse y perderán capacidad de energía después de 1000 ciclos. Muchas baterías de estado sólido actuales pueden retener más del 90 % de su capacidad después de más de 5000 ciclos. Esto significa que los vehículos eléctricos durarán aún más.

Imagina tener un nuevo F-150 Lightning que carga más rápido, llega más lejos, pesa menos, es más eficiente, tiene una vida útil más larga y obtiene un mejor rendimiento. Ese es el objetivo con la tecnología de baterías de estado sólido.

¿Cuándo podríamos ver baterías de estado sólido en vehículos eléctricos?

Porsche 911 Carrera 4 en Azul
Porsche

Desafortunadamente, la tecnología y la fabricación aún no están del todo allí. Las baterías de estado sólido son caras y complejas de fabricar en el tamaño necesario para un vehículo eléctrico. Luego, los fabricantes tendrían que ampliar las instalaciones de producción para satisfacer la creciente demanda, lo cual es otro desafío.

Como resultado, muchos expertos sugieren que las baterías de estado sólido para vehículos eléctricos no estarán ni cerca de estar listas o producidas en masa hasta al menos 2030. Según ForbesTodavía tenemos un largo camino por recorrer.

Las primeras celdas de batería de iones de litio enfrentaron obstáculos similares. Pero eventualmente, se volvieron más asequibles, más fáciles de producir y ahora son en lo que confían millones de personas, dispositivos y automóviles en la actualidad. Con el tiempo, la idea es que las baterías de estado sólido sigan el mismo camino y se conviertan en una alternativa viable.

De hecho, muchas marcas de automóviles están trabajando duro para que esto sea una realidad. Volkswagen Group es el mayor accionista de Quantumscape, una empresa que trabaja en tecnología de baterías de estado sólido, y hemos visto informes de que Porsche quiere usarlas en los próximos vehículos eléctricos. Ford y BMW tienen se asoció con Solid Powery muchos otros están haciendo lo mismo.

Mercedes-Benz está trabajando en una tecnología de batería de litio-silicio que es más segura y más densa en energía, y casi todos los fabricantes de automóviles han anunciado un plan para una nueva tecnología de batería, la mayoría de las cuales se enfoca en celdas de batería de estado sólido.

Y aunque Toyota se volvió complaciente después del Prius y se quedó atrás de gran parte de la competencia en vehículos eléctricos, las baterías de estado sólido podrían ser su gracia salvadora. Eso es porque Toyota planea lanzar su primer vehículo híbrido EV de estado sólido en 2025 y ha invertido miles de millones en la tecnología.

Toyota podría ser la primera empresa en comercializar baterías de estado sólido para vehículos eléctricos, lo que le daría una gran ventaja sobre la competencia.

Pensamientos finales

Por si aún no te has dado cuenta, los vehículos eléctricos son el futuro. Ya están igualando o superando a los vehículos a gasolina en muchas métricas, y esto es solo el comienzo. El cambio a baterías de estado sólido podría ayudar a reducir la ansiedad por el alcance, mejorar el rendimiento, hacer que la carga sea tan rápida como detenerse para cargar gasolina y marcar el comienzo de una nueva generación de vehículos eléctricos.

Todavía tenemos un camino largo, lento y sinuoso por delante, pero los avances ciertamente van en la dirección correcta. De cualquier manera, tendremos que esperar y ver.

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