El miércoles 25 de junio, QuantumScape ha anunciado que ha logrado desarrollar un nuevo proceso de fabricación que acelera la producción de su material cerámico para el electrolito sólido hasta 10 veces.
Este avance es de una importancia crítica por varias razones:
- Viabilidad comercial: Uno de los mayores obstáculos para la llegada masiva de las baterías de estado sólido ha sido la dificultad y lentitud de su producción. Un proceso 10 veces más rápido acerca esta tecnología un paso de gigante a la fabricación en serie.
- Mayor rendimiento: Las baterías de estado sólido prometen revolucionar el vehículo eléctrico al ofrecer mayor densidad energética (más autonomía en menos espacio), tiempos de carga ultrarrápidos y, sobre todo, un nivel de seguridad muy superior al de las baterías de iones de litio actuales, ya que eliminan el electrolito líquido inflamable.
- Reducción de costes: Acelerar la producción es fundamental para reducir los costes y poder competir con las tecnologías de baterías actuales.
Este avance de QuantumScape, en la que participan gigantes como el Grupo Volkswagen, es una de las noticias más prometedoras del año para la futura generación de coches eléctricos.
¿Qué es una batería de estado sólido?
Para entender la magnitud de la noticia, primero hay que saber en qué se diferencia una batería de estado sólido de las que usan los coches eléctricos actuales (iones de litio).
Una batería convencional de iones de litio tiene tres componentes principales: un ánodo (polo negativo), un cátodo (polo positivo) y un electrolito líquido que los separa. Este electrolito es el que permite el flujo de iones entre ambos polos para generar electricidad. El problema es que este líquido es inflamable, sensible a las altas temperaturas y uno de los principales factores que limitan la velocidad de carga y la densidad de energía.
Una batería de estado sólido, como su nombre indica, reemplaza ese electrolito líquido por un material sólido. En el caso de QuantumScape, este material es una innovadora lámina de cerámica flexible. Este cambio, aparentemente simple, lo transforma todo.
El problema: El cuello de botella de la producción
Hasta ahora, el "santo grial" y a la vez el mayor desafío de las baterías de estado sólido ha sido fabricar ese separador sólido de cerámica. El proceso era extremadamente lento y complejo, similar a la cocción de piezas de cerámica en un horno, un proceso que podía llevar días enteros.
Imagina intentar producir millones de coches eléctricos si la pieza más fundamental de su batería tarda días en "hornearse". Era un cuello de botella que hacía inviable la producción en masa y mantenía los costes por las nubes.
La solución de QuantumScape: Un "horno de microondas" para baterías
El avance anunciado esta semana por QuantumScape ataca directamente ese problema. Han desarrollado y patentado un nuevo sistema de calentamiento por horno de alta velocidad. Aunque los detalles técnicos son secretos industriales, la analogía más sencilla sería comparar el antiguo proceso con un horno de leña tradicional y el nuevo con un potente horno de microondas industrial.
Este nuevo método acelera el proceso de cocción de la lámina de cerámica en 10 veces. Lo que antes tardaba días, ahora se puede hacer en una fracción de ese tiempo, eliminando el principal obstáculo que impedía escalar la producción. Esto permite fabricar las láminas separadoras de forma continua y a una velocidad compatible con las necesidades de la industria automotriz.
¿Qué ventajas concretas aporta esta tecnología?
- Más Autonomía (Mayor densidad energética): Al eliminar componentes "inertes" del electrolito líquido, se puede almacenar mucha más energía en el mismo espacio. Esto se traduce en coches con autonomías que podrían superar los 800 o incluso 1.000 kilómetros con una sola carga, eliminando la "ansiedad de autonomía".
- Cargas ultrarrápidas: El separador sólido es mucho más estable y permite un flujo de iones más rápido y seguro. QuantumScape ha demostrado en sus prototipos que sus celdas pueden cargarse del 10% al 80% en menos de 15 minutos. Sería un tiempo de espera muy similar al de repostar gasolina.
- Seguridad radicalmente superior: Este es uno de los puntos más importantes. Al no tener un electrolito líquido inflamable, el riesgo de incendio de la batería, incluso en caso de accidente o perforación, se reduce drásticamente. Esto permite simplificar los complejos y pesados sistemas de refrigeración y protección que rodean a las baterías actuales.
- Mayor vida útil: Las baterías de estado sólido se degradan mucho más lentamente. Las pruebas de QuantumScape han mostrado que sus celdas mantienen más del 95% de su capacidad inicial después de más de 1.000 ciclos de carga, lo que podría equivaler a más de 800.000 kilómetros de uso. El coche se quedaría obsoleto antes que la batería.
¿Qué falta para verlas en la calle?
Aunque este avance en la producción es un paso de gigante, aún quedan retos por superar:
- Escalado industrial: Una cosa es acelerar el proceso en un laboratorio o planta piloto y otra muy distinta es implementarlo a escala masiva en una gigafactoría. Este será el siguiente gran paso.
- Coste final: A pesar de la mejora, el coste de producción sigue siendo superior al de las baterías de iones de litio. El objetivo es que la producción en masa reduzca estos costes hasta hacerlas competitivas.
- Integración en el vehículo: Los fabricantes, como su socio principal Volkswagen, tienen que adaptar el diseño de sus plataformas para integrar estos nuevos paquetes de baterías y aprovechar todas sus ventajas.
En resumen, QuantumScape no ha "inventado" la batería de estado sólido, pero sí parece haber encontrado la llave para hacerla fabricable en masa. Si cumplen sus plazos, podríamos empezar a ver los primeros vehículos de alta gama equipados con esta tecnología hacia finales de esta década, marcando el inicio de la verdadera segunda generación del coche eléctrico.
