Investigadores chinos han logrado un gran avance en la tecnología de baterías de vehículos eléctricos (EV) al desarrollar lo que afirman es la primera batería de estado semisólido del mundo capaz de ofrecer una autonomía superior a 620 millas (1.000 kilómetros) con una sola carga. Este avance, encabezado por científicos de la Universidad de Nankai en Tianjin, marca un paso significativo hacia la superación de las limitaciones de las baterías de iones de litio actuales y acelerar la adopción de vehículos eléctricos de largo alcance.
Mejoras clave en densidad y seguridad energética
La nueva batería cuenta con una densidad de energía de más de 500 vatios-hora por kilogramo, un aumento del 30% en comparación con las principales baterías de iones de litio que normalmente ofrecen alrededor de 300 Wh/kg. Una mayor densidad de energía se traduce en un mayor alcance sin agregar peso o volumen excesivos. Más allá del alcance, el diseño de estado semisólido aborda cuestiones clave de seguridad asociadas con las baterías tradicionales.
A diferencia de los electrolitos líquidos inflamables que se encuentran en las celdas de iones de litio, los electrolitos sólidos no son inflamables, lo que reduce drásticamente el riesgo de una fuga térmica catastrófica. La estructura sólida también mitiga la formación de dendritas (el crecimiento de púas metálicas que causan cortocircuitos y degradación), extendiendo la vida útil de la batería. Los tiempos de carga más rápidos también son un beneficio potencial, ya que los electrolitos sólidos pueden facilitar una mayor conductividad iónica.
Diseño híbrido para un rendimiento mejorado
La batería emplea un cátodo de manganeso rico en litio emparejado con un sistema híbrido de electrolito sólido-líquido. Este enfoque híbrido combina la estabilidad de la arquitectura de estado sólido con un electrolito compuesto “súper humectante”, maximizando el contacto entre materiales y mejorando la conductividad iónica. El uso de la tecnología de ánodos de litio también tiene como objetivo reducir los costos de producción mediante la racionalización de la fabricación.
Si bien la batería alcanza 500 Wh/kg a nivel de celda, la densidad total del paquete es actualmente de 288 Wh/kg, lo que tiene en cuenta los componentes necesarios como sistemas de refrigeración, cableado y características de seguridad. Esta reducción es típica de los paquetes de baterías de vehículos eléctricos del mundo real. Los investigadores anticipan que las iteraciones futuras superarán los 340 Wh/kg y alcanzarán una capacidad total de 200 kWh, lo que podría llevar el alcance más allá de 1.000 millas (1.600 km).
Implicaciones y verificación de la industria
Este desarrollo proviene de una colaboración entre la Universidad de Nankai y la filial de baterías del Grupo FAW de China, CANEB. Aunque actualmente no está verificado por una revisión por pares independiente, este trabajo demuestra el rápido progreso de la tecnología de baterías de estado sólido desde entornos de laboratorio hasta pruebas en el mundo real.
La autonomía media de los vehículos eléctricos en 2024 fue de 283 millas, con la autonomía de 512 millas del Lucid Air liderando el mercado. Una batería de 1.000 millas remodelaría el panorama de los vehículos eléctricos.
El logro es notable dado el estado actual de la industria; la autonomía más alta disponible actualmente sigue siendo de poco más de 500 millas, y las mejoras en las baterías de los vehículos eléctricos son vitales para una adopción más amplia. Las autonomías más largas abordan una barrera importante para la propiedad de vehículos eléctricos, especialmente para viajes de larga distancia.
Esta tecnología tiene el potencial de redefinir el rendimiento, la seguridad y la autonomía de los vehículos eléctricos, y será crucial monitorear su desarrollo futuro.
