BMW y Ford apuestan por las baterías de estado sólido de Solid Power para sus coches eléctricos: cómo funcionan y qué las hace tan atractivas

La aventura de Solid Power viene de lejos. Esta compañía estadounidense puso en marcha su proyecto de desarrollo de baterías de estado sólido en 2012, y desde entonces no parece haberle ido nada mal. En 2018 firmó una alianza con BMW para producir las baterías que la marca alemana utilizará en sus futuros coches eléctricos, pero no son los únicos refuerzos con los que cuenta.

Un año después, en 2019, Ford también se mostró interesada en las innovaciones que Solid Power había introducido en la puesta a punto de baterías con electrolito sólido. El empuje de estos dos gigantes de la automoción le dio el músculo financiero que necesitaba para planificar la producción a gran escala de su tecnología, una estrategia que se ha consolidado hace solo unos días después de una nueva inyección de capital.

Y es que BMW y Ford han anunciado que han realizado una inversión conjunta adicional en la compañía de baterías de 130 millones de dólares. La ronda de inversión en la que han participado confiere a estas dos marcas la misma participación en Solid Power, que también cuenta con el respaldo económico de Hyundai, Samsung y Volta Energy.

El interés de las compañías de automoción en las baterías de estado sólido refleja con mucha claridad que el futuro del coche eléctrico está ligado a esta tecnología. De hecho, otros fabricantes de coches han llevado a cabo movimientos similares al que han hecho BMW y Ford. La inversión de Volkswagen en QuantumScape, una startup que también produce baterías de estado sólido, no deja lugar a dudas acerca del importante papel que tendrán en la consolidación del coche eléctrico.

Baterías de estado sólido: cómo funcionan y en qué se diferencian de las de iones de litio

Las baterías de iones de litio y las de estado sólido tienen mucho en común. De hecho, estas últimas son una evolución de las primeras, que utilizan una tecnología que ya apenas nos deja margen para continuar desarrollando sus prestaciones. Cada una de las celdas de las baterías de iones de litio está  conformada por dos electrodos metálicos o de un material compuesto que  están sumergidos en un líquido conductor.

Este último componente es el electrolito,  y habitualmente utiliza una sal de litio que contiene los iones que son  necesarios para propiciar la reacción química reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo, que son los electrodos. Las baterías de estado sólido recurren al mismo principio de  funcionamiento que las de iones de litio, pero utilizan un electrolito sólido en vez de uno en estado líquido.

Algunos equipos de investigación llevan varias décadas trabajando en esta tecnología de baterías y han propuesto electrolitos de cerámica, cristal o nanohilos  de oro y manganeso, entre otros materiales exóticos, pero hasta hace muy poco tiempo nadie había salido airoso porque, entre otros retos, las baterías  resultantes tienen que ser muy estables y no correr el riesgo de incendiarse.

Como es lógico, Solid Power no ha dado a conocer los detalles de la tecnología que ha puesto a punto para producir sus baterías de estado sólido debido a que esta información forma parte de su propiedad intelectual. Aun así, tenemos algunas pistas interesantes que de alguna forma reflejan de dónde procede el interés que BMW y Ford tienen en esta empresa.

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Lo que sabemos hasta ahora es que el ánodo de las baterías de estado sólido de Solid Power es de litio, y no de grafito, que es el material utilizado habitualmente en las baterías de iones de litio. Del electrolito sólido que ha desarrollado esta compañía, que es el auténtico corazón de su tecnología, solo sabemos que recurre a un compuesto inorgánico de alta conductividad. Eso sí, lo que todas las empresas involucradas en la puesta a punto de estas baterías han dado a conocer son sus prometedoras características.

Así es como el electrolito sólido marca la diferencia

El acuerdo que han firmado BMW y Ford con Solid Power recoge que estos dos fabricantes de coches recibirán celdas de 100 Ah que pasarán a formar parte de sus vehículos eléctricos a partir de 2022. Actualmente este productor de baterías ya está fabricando unidades de 20 Ah en una línea piloto, y según sus portavoces los resultados que están alcanzando son muy satisfactorios. No cabe duda de que aquí reside el interés de BMW y Ford.

Estas son las características que han colocado a las baterías con electrolito sólido en el punto de mira de la mayor parte de las compañías de automoción que ya están preparando su próxima generación de coches eléctricos:

• Su densidad energética es sensiblemente superior a la que nos ofrecen las baterías de iones de litio. Las de estado sólido rozan los 500 Wh/kg, mientras que las de iones de litio quedan por debajo de los 300 Wh/kg.
• El incremento de la densidad energética debería tener un impacto  directo en la autonomía de los vehículos eléctricos, que se dilatará entre un 20 y un 50%.
• La carga de la batería será hasta seis veces más rápida, por lo que en solo 15 minutos será posible llevar una batería completamente descargada al 80% de la carga total.
• Su vida útil será más larga gracias a la eliminación de la pérdida de capacidad provocada por la degradación del ánodo.
• Las baterías de estado sólido deberían ser más estables y seguras que las de iones de litio debido a que los elementos separadores sólidos no pueden entrar en combustión.
• Su producción será más barata y tendrán un menor impacto en el precio final de los coches eléctricos.

No cabe duda de que esta retahíla de ventajas frente a las baterías de iones de litio convencionales debería contribuir a la consolidación del coche eléctrico, pero no podemos pasar por alto que el mayor desafío que tienen las baterías de estado sólido por delante es su producción a gran escala.

Fabricar el volumen de celdas que requieren las compañías de automoción para dar respuesta a sus necesidades no es sencillo debido a que esta es una tecnología completamente nueva que hasta hace muy poco tiempo no había salido del laboratorio.

Además, estas celdas deben garantizar unas prestaciones mínimas, y su ritmo de producción debe ser sostenido a lo largo del tiempo. En cualquier caso, no cabe duda de que BMW y Ford no dan puntada sin hilo, lo que nos invita a observar las baterías de estado sólido con un optimismo prudente.