Baterías en estado sólido, el arma definitiva del coche eléctrico está cada vez más cerca

Las baterías en estado sólido son una de las innovaciones tecnológicas más prometedoras para la movilidad eléctrica y podrían redefinir por completo las capacidades de los coches eléctricos en la próxima década. Es una tecnología que cada vez está más cerca de ser una realidad y hoy te contamos qué son, cuáles son sus principales ventajas y cuándo las veremos en coches de producción.

Como te decía, la batería es uno de los elementos más importantes en el tren motriz de cualquier vehículo electrificado. Se encarga de acumular energía eléctrica que se utiliza para alimentar los motores que propulsan el coche, por lo que son responsables del movimiento y, sobre todo, de cuántos kilómetros puede recorrer sin necesidad de parar a cargar.

Pero las baterías son, a la vez que importantes, un punto débil del cualquier tren motriz eléctrico. Son responsables de limitar el rango de actuación de un vehículo eléctrico, que podrá viajar mientras haya carga en su batería. Una vez agotada, es necesario recurrir a un cargador y esperar unos minutos para reemprender la marcha.

Es por ese motivo que cada vez son más los fabricantes que están invirtiendo tiempo y recursos para desarrollar nuevas baterías que permitan una estandarización mayoritaria de los coches eléctricos. En la búsqueda de nuevas soluciones se encuentran las baterías en estado sólido como la mayor esperanza en la industria automotriz, una tecnología que promete cambiar para siempre el concepto que tenemos del vehículo eléctrico.

¿Qué son y qué características tienen las baterías en estado sólido?

A diferencia de las baterías de iones de litio que se encuentran en prácticamente todos los vehículos eléctricos actuales, que utilizan electrolitos líquidos o de gel para permitir el flujo de iones entre ánodo y cátodo, las baterías de estado sólido reemplazan ese líquido por un electrolito sólido.

Este cambio, aunque aparentemente sencillo, tiene implicaciones profundas para la seguridad, la densidad energética, la carga y la durabilidad de las baterías que impulsan los coches eléctricos.

En términos de estructura y materiales, las baterías de estado sólido mantienen los componentes básicos de cualquier batería recargable: un ánodo, un cátodo y un medio que permite el movimiento de iones.

La diferencia clave está en que el electrolito sólido puede estar compuesto por materiales como cerámicas, sulfuro o polímeros sólidos, que no contienen los líquidos inflamables presentes en las baterías tradicionales. Este electrolito sólido puede estar hecho de compuestos cerámicos o materiales poliméricos especialmente diseñados que permitan la conducción iónica eficiente sin riesgo de fugas o combustión.

Las ventajas de este enfoque son múltiples. En primer lugar, la seguridad mejora sustancialmente, ya que, al eliminar los líquidos inflamables, se reduce drásticamente el riesgo de incendios o explosiones en caso de accidente o mal funcionamiento.

También ofrecen una mayor densidad energética, lo que significa que pueden almacenar más energía en el mismo volumen, lo que se traduce directamente en mayor autonomía para los vehículos eléctricos sin necesidad de aumentar el tamaño o el peso de la batería.

En varios prototipos se han alcanzado cifras de 400-500 Wh/kg o incluso más, frente a los aproximadamente 250-300 Wh/kg de las mejores baterías de iones de litio actuales que encontramos en modelos de producción en serie.

Otra ventaja significativa es la capacidad de carga más rápida. La conducción de iones a través de un electrolito sólido permite, en teoría, cargar la batería a niveles elevados de energía en mucho menos tiempo que una batería convencional, acercando los tiempos de recarga a los de repostar un combustible tradicional.

Además, las baterías de estado sólido tienden a ser menos propensas a la formación de dendritas, unas estructuras metálicas que pueden provocar cortocircuitos, lo que contribuye a una vida útil más larga y mayor fiabilidad.

¿Cuándo llegarán al mercado?

A pesar de todas estas ventajas, la tecnología todavía se enfrenta desafíos técnicos y de producción antes de que pueda usarse de forma generalizada en coches eléctricos.

La fabricación a gran escala de baterías de estado sólido es compleja y costosa, y todavía se está investigando cómo asegurar interfaces eficientes entre los electrodos y el electrolito sólido para permitir una conducción iónica rápida y estable.

Además, hay retos relacionados con la durabilidad real en condiciones de uso diario y la integración en plataformas de vehículos eléctricos existentes.

Numerosos fabricantes de automóviles y empresas tecnológicas están desarrollando esta tecnología. Toyota, por ejemplo, ha anunciado progresos importantes en materiales de cátodo y busca lanzar coches eléctricos equipados con baterías de estado sólido alrededor de 2027 o 2028, trabajando junto con Sumitomo Metal Mining en su producción.

Otros fabricantes como Nissan también han señalado planes para lanzar vehículos con esta tecnología antes de 2028, y Mercedes-Benz planea usar diseños de baterías de estado sólido desarrollados con socios tecnológicos.

Empresas chinas y colaboraciones industriales como SAIC Motor, Lead Intelligent y GAC están progresando en líneas piloto y producción de prototipos, y varias voces de la industria estiman que la producción comercial podría acelerarse entre 2027 y 2030.

Al mismo tiempo, hay posiciones más conservadoras dentro del sector. Fabricantes como Hyundai y Kia han señalado que, aunque la tecnología existe, la adopción masiva en vehículos eléctricos podría no llegar hasta al menos 2030, debido a la complejidad de la fabricación y la necesidad de una infraestructura de producción completamente nueva.

Más allá de los fabricantes de automóviles, empresas especializadas en baterías como Solid Power, QuantumScape, Samsung SDI y proveedores de materiales también juegan un papel fundamental en el desarrollo de células y procesos de producción que puedan escalarse para la industria.

El objetivo general es superar los cuellos de botella actuales en coste, rendimiento y fabricación, permitiendo que las baterías de estado sólido no solo lleguen al mercado, sino que también sean competitivas frente a las tecnologías existentes.

En conjunto, toda esta actividad indica que las baterías de estado sólido están en un punto de inflexión, en el que la mayoría de los expertos coinciden que entre finales de esta década y principios de la siguiente comenzaremos a ver coches eléctricos de producción equipados con esta tecnología.

Mientras tanto, fabricantes como SAIC Motor, a través de su marca MG, se preparan para el lanzamiento del primer coche eléctrico de producción equipado con una batería de estado semisólido. El modelo, la nueva generación el MG4, ya está a la venta en China, y se prevé que su lanzamiento en los mercados europeos tenga lugar en algún momento de este año.