Las baterías de estado sólido contra el estigma de la obsolescencia: el intento de superar la vida útil de los coches de gasolina

Las baterías de estado sólido contra el estigma de la obsolescencia: el intento de superar la vida útil de los coches de gasolina
10 comentarios

El fabricante estadounidense de baterías de estado sólido Quantumscape acaba de enviar a sus accionistas el informe de resultados del segundo trimestre de 2022, con jugosas novedades frente al primero: revolucionarias celdas de electrolito sólido de 24 capas aún en fase de prototipo y “dos grandes fabricantes” de automóviles que se suman a su lista de socios.

Pese a haber tenido algunos problemas en su fabricación, “algunas de estas celdas han alcanzado más de 600 ciclos y siguen funcionando” aseguran.

La compañía, que es una de las más solventes en su campo (tiene entre sus socios a potentes fabricantes como BMW o el Grupo Volkswagen) busca resolver las limitaciones de las baterías de iones de litio tradicionales de cara a los dos próximos años, y para ello cuenta entre otras cosas con un separador cerámico de electrolito sólido de desarrollo propio.

La fabricación a gran escala ya en el horizonte

Quantum
Fuente: QuantumScape

En QuantumScape esperan tener lista la batería definitiva para su industrialización a partir de 2025 y por el momento, a tenor de sus informes trimestrales están cumpliendo con todos los plazos establecidos en su hoja de ruta.

Con sus últimos avances, la compañía continúa aumentando la máxima cantidad de capas posibles a su tecnología de celdas de estado sólido al mismo tiempo que se prepara para el ensamblaje a gran escala, ya que tiene que poder hacer frente a la demanda de su lista creciente de socios y OEM (siglas de ‘Original Equipment Manufacturer’ que aluden a fabricantes de equipos originales o manufactureros).

Con sus últimos avances, la compañía continúa aumentando la máxima cantidad de capas posibles a su tecnología de celdas de estado sólido al mismo tiempo que se prepara para el ensamblaje a gran escala, ya que tiene que poder hacer frente a la demanda de su lista creciente de socios y OEM (siglas de ‘Original Equipment Manufacturer’ que aluden a fabricantes de equipos originales o manufactureros).

Electrico

En 2020 la compañía con base en San José (California, EEUU) ya mostró su primera célula de una sola capa; en 2021, presentó sus células de cuatro y 10 capas, y a principios de este año llegaron las primeras células de 16 capas.

Estas soportaban “hasta 400 ciclos consecutivos de carga rápida (4C) en 15 minutos, del 10 % al 80 % de la capacidad, logrando mantener más del 80 % de la energía inicial”. Para un vehículo con unos 640 km de autonomía, 400 ciclos representan aproximadamente 260.000 km recorridos.

Las células que aparecen en el gráfico siguiente muestran un comportamiento inicial de retención de capacidad similar al de sus células de una, cuatro, 10 y 16 capas.

Ciclos
Fuente: QuantumScape

Ahora, desde Quantum Scape aseguran que ya han puesto a prueba novedosas células de 24 capas, con resultados positivos pues “algunas han alcanzado más de 600 ciclos y siguen funcionando”.

Siguiendo el ejemplo anterior, para un vehículo con unos 640 km de autonomía, 600 ciclos representan aproximadamente 390.000 km recorridos. Sin embargo, reconocen que “aún queda trabajo por hacer para completar el desarrollo de este diseño”.

Los materiales utilizados en las baterías de los vehículos eléctricos actuales, como el grafito en el ánodo, tienen limitaciones de velocidad que pueden causar daños permanentes cuando se cargan repetidamente a velocidades rápidas, lo que reduce la autonomía y la vida útil de la batería.

Enchifao

Pero las celdas de metal de litio de esta compañía estadounidense, que cuenta con más de 200 patentes en torno a su tecnología, prometen acabar con estas limitaciones. QuantumScape asegura que el elemento clave que permite que sus celdas logren un aumento en la capacidad de carga rápida frente a las tradicionales es su separador cerámico de electrolito sólido.

La empresa también ha desarrollado un catolito de segunda generación, que es el conductor de iones en el cátodo de sus celdas. Se espera que este "ofrezca un mejor rendimiento a baja presión, un mejor comportamiento a baja temperatura, un mejor soporte de alta velocidad y una mayor confiabilidad de la celda en comparación con su primera generación".

Captura2
Capacidad de carga vs voltaje y temperatura con el catolito de segunda generación. Fuente: QuantumScape

En el informe también se refleja que han tenido algunos problemas “relacionados con la calidad y el rendimiento” en los procesos de producción en este último trimestre, que van desde un contaminante en el material que ralentizó sus avances, hasta la identificación de “defectos introducidos durante el proceso de producción”.

La compañía asegura que algunos de estos problemas ya están solucionados y, mientras trabaja en solucionar el resto, apunta a que para cumplir sus objetivos antes de que finalice este año, “es necesario que fabriquemos células con el rendimiento y la calidad adecuados para cumplir nuestros estándares y en cantidades suficientes para completar nuestro proceso de validación y enviarlo a nuestros clientes”.

En cuanto a los clientes de QuantumScape, la empresa no da muchas pistas, aunque sabemos que con los dos que se han incorporado en el último trimestre ya son seis grandes fabricantes de vehículos entre los que previsiblemente se encuentran el Grupo Volkswagen (uno de sus socios principales) y algunas de las marcas que están bajo su paraguas.

Hasta ahora la compañía ha revelado que “tres de ellos estaban entre los 10 principales fabricantes de automóviles a nivel mundial” (por ingresos), otro es “un fabricante de coches de lujo”, y se han unido recientemente “una marca de rendimiento premium” y “un fabricante de vehículos eléctricos puros”, que está claro que no es Tesla.

Temas
Inicio