Prometen ser el futuro de los eléctricos y cambiar las reglas del juego. ¿Pero cómo son las baterías en estado sólido?
Son varios los fabricantes que cada vez más apuestan por las baterías en estado sólido a la hora de producir sus coches eléctricos. Te contamos en qué consisten.
La transición hacia la movilidad eléctrica es imparable. La industria automotriz se encuentra en pleno cambio, impulsada por la necesidad de reducir las emisiones de carbono y cumplir con estrictas regulaciones ambientales.
En este escenario, los coches eléctricos (VE) están ganando terreno como una alternativa sostenible y eficiente al motor de combustión interna. Sin embargo, la tecnología que sostiene a los VE, las baterías, está lejos de ser perfecta.
Y lo cierto es que la batería es uno de los elementos clave (por no decir que es el más importante) de un vehículo eléctrico. Porque es lo que le permite almacenar la energía necesaria para que el motor funcione. Y, dependiendo de ésta, el coche podrá recorrer más o menos kilómetros.
Pero también es cierto que es uno de los componentes más caros de todo el coche, así como limitan el peso y la autonomía, al mismo tiempo que se degradan con su uso y, cuando finaliza su vida útil, suponen un gran problema para reciclarlas.
Y es por esto por lo que muchos fabricantes están apostando por las baterías en estado sólido, las cuales han surgido como una posible solución a las limitaciones de las actuales baterías de iones de litio, prometiendo mayor autonomía, seguridad y sostenibilidad.
Con más de una década de investigación y desarrollo a sus espaldas, estas baterías están cerca de convertirse en una realidad comercial. Pero, ¿qué las hace tan especiales? ¿Cuáles son sus ventajas, y qué desafíos quedan por superar? Te lo contamos en este artículo. ¡Sigue leyendo!
El panorama actual de los coches eléctricos
Los coches eléctricos han experimentado un auge sin precedentes en los últimos años. Según datos de la Agencia Internacional de Energía (AIE), las ventas de VE superaron los 10 millones de unidades en 2023, y se espera que esta cifra se triplique para 2030.
Este crecimiento ha sido posible gracias a avances en las baterías de iones de litio, que han mejorado en términos de coste, densidad energética y velocidad de carga. Sin embargo, esta tecnología tiene sus limitaciones.
Las baterías de iones de litio están compuestas por electrolitos líquidos, que presentan riesgos de seguridad como incendios o explosiones. Además, dependen de materiales como el cobalto, cuya extracción tiene importantes impactos sociales y ambientales.
Por último, las limitaciones en densidad energética dificultan que los coches eléctricos igualen la autonomía de los vehículos de combustión. Es aquí donde las baterías en estado sólido entran en juego como una tecnología disruptiva.
¿Qué son las baterías en estado sólido y cómo funcionan?
Las baterías en estado sólido se diferencian de las baterías convencionales al reemplazar el electrolito líquido por un material sólido, que puede ser un polímero, cerámica o sulfuro. Este cambio estructural no sólo mejora la seguridad, sino que también abre la puerta a mejoras significativas en densidad energética y eficiencia.
El funcionamiento sigue los mismos principios básicos: los iones se mueven entre el ánodo y el cátodo a través del electrolito sólido, generando electricidad. Sin embargo, la ausencia de líquidos inflamables elimina riesgos de fugas o sobrecalentamiento, lo que las convierte en una opción más segura para diversas aplicaciones.
Además, estas baterías permiten el uso de materiales alternativos en el ánodo, como el litio metálico, que ofrece mayor capacidad energética en comparación con el grafito usado en las baterías de iones de litio.
Ventajas de las baterías en estado sólido
- Densidad energética superior: Se estima que las baterías en estado sólido pueden almacenar entre un 50% y un 70% más de energía por unidad de volumen, lo que podría traducirse en coches eléctricos con autonomías superiores a los 800 o incluso 1.000 kilómetros. Esto solucionaría una de las principales preocupaciones de los consumidores: la autonomía limitada.
- Mayor seguridad: Al eliminar los electrolitos líquidos inflamables, las baterías en estado sólido son menos propensas a incendiarse o explotar, incluso en situaciones extremas como colisiones.
- Ciclos de vida más largos: Estas baterías soportan más ciclos de carga y descarga antes de degradarse, lo que prolonga la vida útil de los vehículos eléctricos y reduce los costos a largo plazo.
- Tiempos de carga más rápidos: La estructura sólida permite transferencias de energía más eficientes, lo que reduce significativamente los tiempos de carga, un factor clave para la adopción masiva de coches eléctricos.
- Menor impacto ambiental: Las baterías en estado sólido podrían reducir la dependencia de materiales como el cobalto, cuya extracción está asociada a prácticas poco éticas y daños ambientales.
Desafíos por superar
A pesar de sus promesas, las baterías en estado sólido todavía enfrentan obstáculos importantes antes de ser adoptadas a gran escala:
- Altos costos de producción: Fabricar baterías en estado sólido requiere procesos y materiales costosos. Actualmente, su precio es significativamente más alto que el de las baterías de iones de litio.
- Escalabilidad: Aunque se han logrado avances significativos en laboratorios, trasladar esta tecnología a líneas de producción masiva sigue siendo un desafío técnico y económico.
- Problemas de estabilidad: Algunos materiales sólidos presentan problemas de durabilidad, especialmente en condiciones de uso prolongado o temperaturas extremas.
- Compatibilidad con infraestructuras existentes: La adopción de baterías en estado sólido podría requerir modificaciones en los diseños actuales de vehículos eléctricos y estaciones de carga.
La industria automotriz apuesta por el estado sólido
A pesar de los retos, los fabricantes de automóviles están invirtiendo fuertemente en esta tecnología. Toyota, líder en el desarrollo de baterías en estado sólido, ha anunciado que lanzará vehículos equipados con esta tecnología antes de 2027.
Por su parte, Volkswagen, BMW y Ford están colaborando con startups como QuantumScape para acelerar la comercialización. Además, países como Japón y Alemania están destinando fondos gubernamentales a la investigación de baterías en estado sólido, reconociendo su importancia estratégica para la transición energética.
Entre otras cosas, Stellantis, el gran grupo automovilístico, se asoció a Factorial el pasado 2021, una compañía estadounidense especializada en baterías en estado sólido, con el fin de poder producir vehículos que utilicen este tipo de tecnología.
En 2026, Stellantis lanzará una flota de demostración con vehículos Dodge Charger Daytona equipados con baterías en estado sólido desarrolladas por Factorial. Este proyecto permitirá probar y evaluar la tecnología en escenarios de conducción real.
Factorial suministrará sus celdas basadas en la tecnología patentada FEST, que ofrece una densidad energética superior a 390 Wh/kg. Este avance posiciona a estas baterías como una opción prometedora para la próxima generación de coches eléctricos gracias a su eficiencia y seguridad mejoradas.
Para integrar las baterías en estado sólido, Stellantis empleará su plataforma multienergía STLA Large, clave en su plan estratégico Dare Forward 2030. Esta plataforma, diseñada para SUV de alto volumen y vehículos de altas prestaciones, permitirá aprovechar al máximo las capacidades de esta tecnología.
Desde 2021, Mercedes-Benz también trabaja con Factorial en el desarrollo de baterías en estado sólido. Fruto de esta alianza es la batería Solstice, que alcanza una densidad energética de 450 Wh/kg. Según Mercedes, esta tecnología podría aumentar la autonomía de los coches eléctricos en un 80 %, aunque no especifican los modelos utilizados como referencia.
Además de la autonomía, estas baterías son un 33 % más compactas que las actuales de iones de litio, lo que reduce el peso y mejora la eficiencia. Mercedes planea llevar esta tecnología a la producción en masa en 2030.
Toyota, por su parte, ha sido uno de los fabricantes que ha optado por desarrollar baterías en estado sólido de forma independiente, en colaboración con sus filiales Prime Planet Energy Solutions y Primeearth EV Energy.
En septiembre, recibió el respaldo oficial del Ministerio de Comercio e Industria de Japón (METI) para avanzar en este campo, un esfuerzo por reducir la dependencia del país de mercados extranjeros como China y Corea del Sur.
La estrategia de Toyota incluye varios tipos de baterías para vehículos eléctricos. En 2026, lanzará las baterías "Performance", con autonomías de hasta 800 kilómetros, y en 2027, las "Popularization", con 600 kilómetros de alcance.
A partir de 2028, se esperan modelos con 1.200 kilómetros de autonomía y tiempos de carga ultrarrápidos de solo 20 minutos. En el futuro, Toyota planea baterías que permitan recorrer hasta 1.500 kilómetros con una sola carga.
Más allá de los coches eléctricos
El impacto potencial de las baterías en estado sólido no se limita al sector automotriz. Su aplicación en dispositivos electrónicos, como teléfonos y ordenadores, podría ofrecer productos más ligeros y duraderos. Asimismo, su capacidad para almacenar energía renovable de forma más eficiente podría revolucionar la gestión energética global.
En la aviación, las baterías en estado sólido podrían ser clave para el desarrollo de aviones eléctricos, reduciendo la huella de carbono de uno de los sectores más contaminantes.En definitiva, la transición hacia las baterías en estado sólido representa un momento crucial para la industria automotriz y el sector energético.
Si se superan los desafíos actuales, esta tecnología podría redefinir las reglas del juego, haciendo que los coches eléctricos sean más competitivos frente a los vehículos de combustión interna. Sin embargo, el éxito dependerá no sólo de avances técnicos.
Sino también de la colaboración entre gobiernos, fabricantes y la cadena de suministro global. La próxima década será decisiva para determinar si las baterías en estado sólido cumplen su promesa o se convierten en otra de las grandes innovaciones que nunca alcanzaron su potencial.