La estadounidense QuantumScape, que tiene como socios a BMW, el Grupo Volkswagen o a Bill Gates como inversor, ha desvelado los últimos resultados de sus baterías de estado sólido, y parecen prometedores.
Sus celdas de batería han completado 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.
Resolviendo las limitaciones de las baterías de iones de litio tradicionales... ¿para 2025?
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.
Pero las celdas de metal de litio de esta compañía estadounidense prometen acabar con estas limitaciones. En su última prueba, retuvieron más del 80 % de su energía inicial después de 400 ciclos de carga rápida de 15 minutos.
Para un vehículo con unos 640 km de autonomía, 400 ciclos representan aproximadamente 260.000 km recorridos.
Actualmente, el Audi e-tron GT y el Porsche Taycan se posicionan como las berlinas eléctricas que menos tiempo tardan en cargar: 23 minutos a una potencia de carga máxima de 270 kW.
En otros segmentos, el Tesla Model 3 registra menos tiempo aún, 20 minutos con la batería de 75 kWh y a 250 kW, mientas que el Hyundai IONIQ 5 y el Kia EV6 lo hacen en tan solo 18 minutos con sus baterías de 77,4 kWh y a 240 kW.
QuantumScape asegura que lo que permite que sus celdas logren tal aumento en la capacidad de carga rápida es su separador cerámico de electrolito sólido. Este componente resuelve varias de las limitaciones de las baterías de iones de litio tradicionales:
- Recubrimiento de litio: el separador de electrolito sólido, que ha demostrado resistencia a las dendritas de litio incluso a altas densidades de corriente, permite que las baterías QuantumScape utilicen metal de litio como ánodo.
- Estabilidad al litio metálico: el material del separador ha demostrado estabilidad con respecto al litio metálico, lo que limita la formación de productos secundarios de reacción que pueden aumentar la resistencia interna y consumir litio. Esta propiedad da como resultado una mayor capacidad de potencia y un buen ciclo de vida.
- Grosor del electrodo: debido al diseño sin ánodo de la batería, no hay material huésped. Esto significa que la distancia de difusión del litio se acorta sustancialmente; el litio no tiene que transportarse a través del ánodo, sino que se deposita directamente sobre la superficie del separador. Además, este diseño promete una densidad de energía del ánodo cercana al máximo teórico.
- Temperatura: cuando las baterías de iones de litio tradicionales están frías, el litio se difunde más lentamente en el material huésped. Las baterías deben limitar las tasas de carga cuando no se han precalentado para evitar el recubrimiento de litio. Por el contrario, las baterías QuantumScape utilizan un revestimiento de litio como mecanismo de acción para ofrecer cientos de ciclos de carga rápida incluso a temperatura ambiente.
En QuantumScape esperan tener lista la batería para su industrialización a partir de 2025, aunque con una tecnología tan nueva, puede pasar de todo.
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