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Baterías de estado sólido: el futuro de las baterías de los coches eléctricos

Fecha de publicación
Lunes, 04 Ene, 2021

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La movilidad eléctrica sigue en auge y se espera que en el año 2030 circulen más de 100 millones de vehículos eléctricos en todo el mundo. Sin embargo, y a pesar de sus amplias ventajas y su nula contaminación, hay un gran detalle que aún hay que mejorar y que es lo que hará que la movilidad sostenible sea el estándar: las baterías de los coches eléctricos.

 

Aunque ya existen modelos con baterías de iones de litio de gran capacidad, la mayoría de VE están todavía lejos de ofrecer una buena autonomía. Tal y como han dejado entrever compañías como Toyota, al parecer las esperanzas para mejorarla están puestas en las baterías de estado sólido, que podrían ser la solución a todos los problemas y que convertirían el coche eléctrico en el perfecto sustituto de los coches de combustión.

 

 

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Tipos de baterías de coches eléctricos en la actualidad

 

En la actualidad existen muchas baterías de coches eléctricos, pero ninguna de ellas cumple con las exigencias actuales de movilidad. Su precio de fabricación, su autonomía, el tiempo de recarga, su vida útil e incluso su seguridad están todavía por debajo de lo esperado.

 

A pesar de que existen vehículos de alta gama con baterías decentes, gran parte del parque automovilístico eléctrico no cumple con las expectativas de los usuarios. Esto provoca que a pesar del rápido crecimiento del vehículo eléctrico, todavía está lejos el momento en el que los veamos dominar el mercado 

 

Las baterías de estado sólido se presentan como la gran alternativa a todas las actuales, pero antes de ver en qué consiste, vamos a ver qué ofrecen las actuales para poder ver las diferencias: 

 

  • Plomo-ácido: estas son las más antiguas y son las que conocemos como batería en los coches de combustión, donde su principal función es el arranque del vehículo. Tienen una autonomía de unos 100 km y una vida útil de entre 500 y 800 ciclos de carga. Se están dejando de utilizar por su peso, por su toxicidad, por su constante mantenimiento y su baja capacidad de recarga.
     
  • Níquel Cadmio: no son muy utilizadas en la industria del automóvil, ya que tienen un alto coste y un elevado “efecto memoria”, además de una baja vida útil (unos 500 ciclos de recarga). 
     
  • Níquel-hidruro metálico: son una evolución de las anteriores y se utilizan en la mayoría de híbridos del mercado actual. Tienen una buena densidad energética, son bastante baratas y tienen un buen número de ciclos de recarga, entre 1500 y 2000. También son mucho menos contaminantes que sus antecesoras, ya que no utilizan materiales tóxicos. Su elevado coste de mantenimiento, su baja autonomía (entre 50 y 80 km) y su bajo rendimiento a altas temperaturas son sus principales desventajas. 
     

  • Ion-litio: la gran mayoría de marcas están utilizando las baterías de Ion-litio en sus coches eléctricos. Presentan la mejor densidad energética del mercado, una alta autonomía (entre 300 y 600 km), una velocidad de carga aceptable, no necesitan mantenimiento y son ligeras. ¿Sus defectos? La seguridad, su limitada vida útil (3000 ciclos de carga), velocidad de carga mejorable o su debilitación con el paso de los años. A pesar de ser con diferencia la mejor opción en la actualidad, están lejos de lo esperado, ya que además, son demasiado caras.

 

 

Qué son las baterías de estado sólido

 

Las baterías de estado sólido se presentan como las futuras baterías de los coches eléctricos. Son una evolución de las baterías de Ion de litio que presentan grandes ventajas respecto a estas y resuelven gran parte de sus problemas. 

 

El funcionamiento del motor eléctrico a grandes rasgos se basa en dos electrodos integrados en una celda que están inmersos en un líquido conductor. Cuando arrancamos el motor, se genera una reacción química que pone a circular iones entre los electrodos, consiguiendo generar energía que se traspasa a los bornes de la batería. 

 

La gran diferencia de las baterías de estado sólido es que en lugar de utilizar un líquido como conductor (el electrolito), utiliza materiales sólidos como el vidrio. Esto provoca que las baterías no se desgasten, sean más seguras (el electrolito es inflamable) y tengan una mayor densidad energética.

 

 

Ventajas de las baterías de estado sólido

 

Las baterías de estado sólido pueden convertirse en la panacea de todos los problemas que acumulan hasta ahora las baterías de los coches eléctricos. El estado actual de la tecnología no cumple con las necesidades de los usuarios, siendo la limitada autonomía y su tiempo de recarga sus principales escollos. A continuación te contamos todas las ventajas de estas baterías que solventan estos y otros problemas:
 

  • Más duraderas: con el paso del tiempo, el líquido de las baterías de litio se va solidificando, lo que provoca que la prestación decaiga y que existan problemas de sobrecalentamiento, cortocircuitos e incluso riesgo de explosión. Utilizando un material sólido en lugar de líquido se eliminan todos estos problemas, aumentando así la vida útil de las baterías. En el laboratorio se han alcanzado hasta 23.000 ciclos de carga. 
     
  • Reducción de los tiempos de carga: al utilizar un conductor sólido, los iones viajan más rápido de un electrodo a otro, lo que reduce el tiempo de recarga de las baterías hasta en 6 veces respecto a las baterías de ion-litio. Los tiempos de carga se reducen a tan solo unos minutos. 
     
  • Mayor autonomía: utilizar un compuesto sólido permite aumentar la densidad de energía, lo que se traduce como una mayor capacidad de almacenamiento. Las baterías de estado sólido podrán almacenar hasta 5 veces más energía, lo que supondrá una autonomía mucho mayor. 
     
  • Más seguras: el líquido utilizado en las baterías de ion-litio es altamente inflamable, así que las baterías de estado sólido eliminan las posibilidades de explosión o incendio. También son más seguras porque se calientan mucho menos y no necesitan sistemas de seguridad ni de refrigeración. 
     
  • Más baratas: su fabricación en serie se presupone mucho más barata y sencilla gracias a la utilización del vidrio como material principal. Su utilización permite también fabricar celdas con materiales sostenibles. 
     
  • Más ligeras: a pesar de que pueda parecer lo contrario, las baterías de estado sólido pesarán menos y serán capaces de almacenar más energía.
     
  • Más limpias:  además de que obviamente los coches que las utilicen no emitirán C02 a la atmósfera, estas baterías permitirán eliminar casi en su totalidad el cobalto, esa materia prima que tantas polémicas ha causado y que es muy escasa, cara y poco sostenible. 

 

 

¿Cuándo llegarán las baterías de estado sólido?

 

Parecía ser que este tipo de baterías no estarían listas hasta dentro de una década, sin embargo, la revolución de las baterías de estado sólido puede llegar mucho antes. Toyota, Volkswagen, Samsung, BMW, Tesla, Hyundai y muchas otras marcas están invirtiendo mucho dinero en esta nueva tecnología para que así sea. 

 

Las baterías de estado sólido se encuentran en una fase avanzada de desarrollo y se espera que en 2022 podamos ver los primeros vehículos que las integren. Si la teoría es similar a la práctica, supondrá un auténtico vuelco para la industria del automóvil, ya que esto puede ser el gran salto para que la movilidad sostenible se convierta en el estándar.

 

 

 

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Fecha de publicación
1/7/2021