Dos grandes barreras para la adopción generalizada de vehículos eléctricos (alcance limitado y largos tiempos de carga) podrían resolverse antes de lo que piensa.
Para fines de la década, Honda planea lanzar un vehículo completamente eléctrico con una batería de estado sólido, una fuente de energía con mayor densidad de energía que las de iones de litio que se usan actualmente en los vehículos eléctricos, informa Ars Technica.(Se abre en una nueva ventana). Mucha gente en la industria automotriz cree que las baterías de estado sólido podrían duplicar el rango, reducir el tiempo de carga y eliminar el ya bajo riesgo de incendios de la batería.
«En la primavera de 2024, iniciaremos una línea piloto [for manufacturing]», Shinji Aoyama, líder mundial de electrificación de Honda, dijo a Ars durante una entrevista de mesa redonda en su sede de Tokio. «Entonces, si podemos tener éxito, creemos que podemos lanzar un vehículo con una batería de estado sólido en la última parte del 2020—2029, 2028».
El primer SUV eléctrico de Honda, el Prologue SUV 2024, se lanzará con la plataforma de batería Ultium de General Motors, un recurso provisional mientras la marca prepara silenciosamente una batería de última generación con su propio nombre.
2024 Honda Prologue, SUV totalmente eléctrico. (Crédito: Honda)
«La alianza con GM es una gran arma para nosotros», dice el CEO y presidente global de Honda, Toshihiro Mibe. «Necesitamos tener todo tipo de medidas para establecer los negocios de vehículos eléctricos en el futuro».
Honda no confirmó qué modelos tendrán batería de estado sólido, ni en qué mercados se venderán, salvo para decir que serán en motos. Por supuesto, todo esto depende de si los fabricantes pueden comercializar con éxito una batería de estado sólido para vehículos eléctricos, que ha estado «a la vuelta de la esquina» durante casi una década.
Honda también anunció recientemente(Se abre en una nueva ventana) una empresa conjunta con LG Energy Solutions para una planta de baterías de $ 4.4 mil millones en los EE. UU., que puede fabricar baterías de iones de litio antes de pasar a estado sólido. Otra asociación con Honda y Sony Entertainment brindará una amplia gama de contenido, incluido el metaverso, a los futuros conductores.
«Estamos muy emocionados de ver a Honda tan comprometida con la electrificación durante la próxima década», dice Grant Ray, vicepresidente de estrategia de mercado global de Group14.(Se abre en una nueva ventana)que fabrica materiales para ser utilizados en baterías de silicio, otra tecnología prometedora en proceso (ver más abajo).
Tan progresista como parece Honda, es una de las muchas marcas que invierten en tecnología de baterías y estado sólido en particular. Toyota lidera, con más de 1.300 patentes(Se abre en una nueva ventana) y planes de lanzamiento (Se abre en una nueva ventana)una batería de estado sólido en un híbrido para 2025. Samsung(Se abre en una nueva ventana)Hyundai, BMW, Ford, GM, Volkswagen y otros también han realizado importantes inversiones en el desarrollo de baterías de estado sólido, informa JD Power(Se abre en una nueva ventana).
Con la adopción de EV aumentando exponencialmente en todo el mundo, cualquier marca que lo descubra primero tiene la oportunidad de desbloquear nuevos clientes y obtener grandes ganancias.
¿Qué es una batería de estado sólido?
(Crédito: Samsung)
Las baterías de estado sólido funcionan de la misma manera que cualquier otra batería. Toman energía, la almacenan y liberan la energía a los dispositivos, desde walkmen hasta relojes y, ahora, motores de vehículos.
La diferencia son los materiales del interior. Las baterías de iones de litio, que se utilizan actualmente en los vehículos eléctricos, tienen una líquido solución electrolítica intercalada entre sus cátodos y ánodos; vea el espacio del medio en la imagen de arriba. Alternativamente, las baterías de estado sólido usan sólido electrolitos
La mayor densidad significa que las baterías de estado sólido pueden contener entre dos y 10 veces la capacidad de una batería de iones de litio, informa AutoWeek.(Se abre en una nueva ventana).
¿Por qué los vehículos eléctricos ya no usan baterías de estado sólido?
Las baterías de estado sólido ya existen, solo en dispositivos mucho más pequeños como relojes inteligentes, marcapasos y etiquetas RFID. La barrera para usarlos en vehículos eléctricos es principalmente que son caros y difíciles de producir en un tamaño más grande a escala, explica Vox.(Se abre en una nueva ventana). Dado que los vehículos que funcionan con baterías ya son más caros que los que funcionan con gasolina, los consumidores tienen poco apetito por vehículos aún más caros.
La longevidad es otro problema, pero Honda dice que tiene una solución. Los electrolitos sólidos (el tercio medio en las imágenes de arriba) pueden degradarse con el tiempo, por lo que Honda planea protegerlos envolviéndolos en una nueva tela de polímero, informa Ars Technica.(Se abre en una nueva ventana).
Las baterías también deben someterse a amplias pruebas de durabilidad en las carreteras y vida útil para la conducción diaria. Recuerde, estamos hablando de tomar algo usado en una muñeca y usarlo como una batería de automóvil gigante por primera vez en masa.
¿Las baterías de estado sólido aumentan el alcance?
Con una batería de estado sólido, los vehículos eléctricos deberían poder llegar tan lejos como un automóvil a gasolina antes de repostar. Tome un tanque de gasolina de 15 galones que rinde 30 millas por galón, por ejemplo. Ese auto puede recorrer 450 millas antes de llenarse (15*30).
La mayoría de los vehículos eléctricos de hoy en día tienen rangos de 200 a 300 millas, aunque la camioneta GMC Sierra Denali 2024 tendrá un rango de 400 millas, y el súper lujo Lucid(Se abre en una nueva ventana) sedán, que ya está en la carretera hoy, cuenta con un alcance de 520 millas.
Multiplicando esos rangos por alrededor del 50% (o hasta el 80%, informa CarBuzz(Se abre en una nueva ventana)), y las baterías de estado sólido están listas para jugar en los viajes por carretera. Un vehículo eléctrico con un alcance de 300 millas ahora tiene 450 millas. Además, las baterías de estado sólido se cargarán más rápido que las de iones de litio con menos degradación de la batería.
Incendios extinguidos: el estado sólido mejora la seguridad de los vehículos eléctricos
(Crédito: SpyroTheDragon / Getty Images)
Con informes aterradores de incendios de baterías a raíz de las inundaciones del huracán Ian, los vehículos eléctricos han desarrollado una mala reputación por ser cerillas rodantes. Pero en realidad, ese honor debería recaer en la batería de iones de litio. Cámbielo por uno de estado sólido y el EV tiene un riesgo muy bajo de incendio.
Los electrolitos líquidos de las baterías de iones de litio son inflamables, pero como las baterías de estado sólido no tienen ese líquido, no corren el mismo riesgo de incendio.
Los incendios de las baterías de iones de litio son raros, y los fabricantes de automóviles incluyen carcasas y medidas de protección para evitarlos, pero cuando ocurren, son poderosos y difíciles de extinguir, y a veces consumen miles de galones de agua. Construir vehículos eléctricos que no sean inflamables es una gran victoria para los conductores, los ciudadanos y los departamentos de bomberos.
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¿Cómo se reciclan las baterías de estado sólido?
Tanto las baterías de iones de litio como las de estado sólido se pueden reciclar en una de las muchas instalaciones nuevas dedicadas a rejuvenecer el material al final de su vida útil. Por ejemplo, materiales de secoya(Se abre en una nueva ventana), iniciado por el ex cofundador de Tesla, JB Straubel, es un proyecto de reciclaje de baterías a gran escala en Nevada. Redwood tiene $792 millones(Se abre en una nueva ventana) en financiación de inversores, incluido Ford(Se abre en una nueva ventana).
«Las baterías de estado sólido pueden aprovechar la creciente infraestructura de reciclaje de baterías de iones de litio», dijo Will McKenna, director de marketing de Solid Power respaldado por BMW y VW.(Se abre en una nueva ventana)le dice a CarBuzz.
«Me gusta [lithium ion] baterías, las baterías de Solid Power normalmente contienen níquel, manganeso, litio y pequeñas cantidades de cobalto. Los mismos métodos para reciclar baterías de iones de litio mediante la extracción de estos metales también funcionarán para baterías de estado sólido. Como tal, no anticipamos que se requieran procesos adicionales de inversión en infraestructura».
Los escenarios de pesadilla de pilas de baterías EV agotadas que se filtran al suelo también se pueden descartar, ya que no hay líquido en el interior para filtrarse. Sin mencionar que el estado sólido puede tener una huella de carbono un 39 % más pequeña que las baterías de iones de litio, informa Electrek.(Se abre en una nueva ventana).
Baterías de silicio frente a estado sólido
La carrera por una batería EV de alta densidad de energía abarca múltiples tecnologías, y las baterías de estado sólido son solo una solución. Las baterías de silicio son otro de los principales contendientes, y Tesla(Se abre en una nueva ventana)Porsche(Se abre en una nueva ventana), y otros ya han hecho inversiones allí. Promete beneficios similares a los de estado sólido al usar una receta ligeramente diferente de ingredientes dentro de la batería.
«Estamos aumentando la densidad de energía de la batería hasta en un 50 % o más, y permitimos que los fabricantes de baterías reduzcan los tiempos de carga hasta el punto en que recargar su automóvil se acerca más a llenar su tanque», dice Grant Ray de Group14.
Sitio web de Group14 que muestra materiales de batería de silicio en bruto. (Crédito: Grupo14)
Group14 ha sido pionero en un nuevo método de fabricación de iones de silicio, un material abundante pero inestable, que los fabricantes de baterías y de automóviles pueden utilizar dentro de las baterías para mejorar su rendimiento. Ray dice que los vehículos eléctricos 2024 de Porsche tendrán baterías que usan material de Group14. No serán los últimos, ya que Group14 recibió una subvención de 100 millones de dólares(Se abre en una nueva ventana) de la Administración Biden en octubre para un mayor desarrollo.
Las baterías de silicio y de estado sólido no se excluyen mutuamente y es posible que una no prevalezca sobre la otra. Más bien, pueden trabajar juntos como una de las muchas tecnologías necesarias para llevar al mercado vehículos eléctricos mejores y más baratos.
«Con los fabricantes de automóviles buscando tanto baterías de silicio como baterías de estado sólido, la realidad es que estas dos tecnologías no son mutuamente excluyentes», dice Ray. «Nuestros socios están aprovechando nuestra tecnología de batería de silicio dentro de las baterías de estado sólido para superar los límites de la densidad de energía, lo que permite que un vehículo recorra la distancia que los consumidores esperan».
Para obtener más información sobre las baterías EV, consulte Baterías EV 101: Degradación, vida útil, garantías y más.
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