Las empresas estadounidenses enfrentan desafíos notables para alcanzar el dominio asiático en el mercado de baterías para vehículos eléctricos, pero la tecnología de baterías de estado sólido podría representar una nueva oportunidad estratégica para recuperar la competitividad. Así lo confirmó John Van Scoter, director ejecutivo de la empresa emergente Solid Power, con sede en Colorado, que compite contrarreloj junto con otras empresas estadounidenses como QuantumScape y Factorial para mantenerse al ritmo del desarrollo global.
Las baterías de estado sólido poseen capacidades prometedoras en comparación con las actuales baterías de ion de litio, ya que los investigadores prevén que contribuirán a aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos, elevar las velocidades de carga y eliminar los riesgos de incendio. Sin embargo, esta tecnología ha enfrentado enormes complejidades en su fabricación comercial a gran escala y sin defectos, lo que la ha mantenido durante muchos años bajo desarrollo continuo.
Estrategia centrada en el electrolito de sulfuro
A diferencia de algunos competidores que buscan fabricar la celda completa, Solid Power se especializa en el desarrollo de un componente crucial: el material electrolítico que facilita el movimiento de los iones de litio entre los electrodos. Mientras que las baterías tradicionales de ion de litio dependen de sustancias químicas líquidas inflamables, las baterías de estado sólido se basan en tres tipos principales que incluyen polímeros, óxidos y sulfuros.
La empresa estadounidense apuesta por la tercera opción, ya que su director ejecutivo ha diseñado un electrolito de sulfuro flexible que los fabricantes de baterías actuales pueden integrar en sus procesos de producción habituales sin necesidad de construir plantas completamente nuevas o realizar costosas reequipaciones, ya que se pueden utilizar los equipos de laminación estándar para baterías de ion de litio.
Línea de producción Mobius y colaboración con grandes empresas
Recientemente, la empresa dio un paso práctico al poner en marcha la línea de producción piloto (Mobius) en su planta de Thornton, Colorado, con el objetivo de fabricar y vender el electrolito a los principales fabricantes de automóviles y de baterías de energía. La empresa ha completado acuerdos de desarrollo conjunto con compañías globales como Ford y BMW, además de una asociación trilateral con BMW y Samsung SDI para desarrollar y comercializar la tecnología, donde Samsung se encarga de fabricar las celdas, BMW de desarrollar los módulos y paquetes, y Solid Power suministra el material electrolítico.
Se espera que la línea de producción piloto aumente la capacidad anual de la empresa en 45 toneladas métricas, alcanzando una capacidad total de 75 toneladas métricas al año para finales del año.
¿Qué representa este avance en la práctica?
A nivel de rendimiento, las estimaciones de la empresa indican que la adición del electrolito de sulfuro a un ánodo de silicio y un cátodo de níquel, manganeso y cobalto (NMC) puede elevar la densidad energética de la celda a 390 vatios-hora por kilogramo, con la capacidad de superar los 1.000 ciclos de carga, en comparación con las baterías actuales que suelen ofrecer entre 250 y 280 vatios-hora por kilogramo. En caso de utilizar un ánodo de metal de litio, la densidad teórica podría elevarse a 440 vatios-hora por kilogramo. No obstante, la empresa subraya que estas cifras siguen siendo teóricas y dependen en última instancia de los diseños de las celdas elaborados por los propios fabricantes de baterías.
En cuanto a los desafíos técnicos, la empresa continúa diseñando soluciones para el problema de la formación gradual de estructuras dendríticas de litio que pueden provocar cortocircuitos dentro de las celdas. Más allá de los automóviles, la empresa considera que las primeras aplicaciones podrían surgir en los sectores de defensa, vehículos aéreos no tripulados y robótica humanoide debido a la brevedad de sus ciclos de calificación y la velocidad de sus plataformas operativas.