A principios de este año, una startup finlandesa relativamente desconocida hizo un anuncio sorprendente: finalmente había resuelto las baterías de estado sólido.
No solo eso, sino que Donut Lab, una filial de Verge Motorcycles, dijo que su batería de estado sólido, considerada durante mucho tiempo el “Santo Grial de las baterías” por su alta densidad, durabilidad y capacidad de carga rápida, entraría en producción a finales de este año.
Los expertos en baterías se mostraron comprensiblemente escépticos. Después de todo, las baterías de estado sólido son una de esas tecnologías, junto con la inteligencia artificial general y el hyperloop, que parecen estar siempre a dos años de distancia. Y si bien la mayoría de los esfuerzos legítimos en este campo (ya sean académicos o comerciales) tienen algún nivel de investigación publicada o nombres reconocibles adjuntos, Donut Lab parecía haber surgido de la nada, sin investigadores conocidos ni presencia previa en el campo. Esta falta de trazabilidad generó inmediatamente preocupaciones sobre la credibilidad de la startup.
«No puedo decir que no lo hicieron», dijo Eric Wachsman, director del Instituto de Innovación Energética de Maryland y experto en baterías de estado sólido y pilas de combustible de óxido sólido. «Todo lo que puedo decir es que no han demostrado que sí lo hayan hecho».
El escepticismo parece justificado, especialmente si se considera cuántas otras personas han estado persiguiendo el sueño del estado sólido. ¿Realmente íbamos a creer que esta oscura startup había superado a Toyota, Stellantis y a toda la nación china? Las probabilidades estaban en contra.
Donut Lab pareció anticiparse a la duda y lanzó en febrero pasado una página web llamada idonutbelieve.com que serviría como plataforma para publicar pruebas independientes que verificaran que, efectivamente, su batería de estado sólido era real y espectacular. En el transcurso de varias semanas, la startup publicó resultados de terceros del Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia, de propiedad estatal, que, según dijo, demostraban que su batería era lo que decía que era: una batería de estado sólido de alta densidad de energía y carga rápida que en realidad no era un supercondensador disfrazado.
«La resistencia no desaparecerá cuando presentemos las pruebas», dijo en un vídeo el director ejecutivo y cofundador de Donut Lab, Marko Lehtimäki. «Simplemente se intensificará porque esta nueva tecnología es una amenaza para los actores establecidos en la industria».
Pero Donut Lab todavía esconde información clave. En el CES de enero, la startup dijo que su batería de estado sólido tiene una densidad de energía de 400 Wh por kilogramo, aproximadamente el doble que las baterías típicas de fosfato de hierro y litio (LFP) en producción. No solo eso, sino que podía cargarse por completo en cinco minutos, tenía una vida útil prácticamente ilimitada de 100.000 ciclos de carga, no se veía afectado por el calor ni el frío (30 grados Celsius negativos y 100 C) y no contiene elementos de tierras raras, metales preciosos ni electrolitos líquidos inflamables.
Gran parte de eso sigue sin fundamento. Incluso después de publicar cinco informes de pruebas independientes de VTT, la startup aún tiene que demostrar tres de las métricas más importantes: química, densidad y ciclo de vida.
Hay mucho en juego. Imagine un vehículo eléctrico que puede viajar entre 700 y 800 millas con una sola carga y que no corría riesgo de estallar en llamas porque los electrolitos inflamables habían sido reemplazados por un material sólido.
En las baterías de iones de litio, el movimiento de los electrolitos líquidos genera calor y, en determinadas situaciones, esto puede derivar en un efecto de “fuga térmica” que provoca un incendio. En comparación, las baterías de estado sólido harían más seguro extraer energía rápidamente de la batería (o volver a agregarla), lo que significa que, en teoría, podría cargar un vehículo eléctrico más rápido. También podría significar, estructuralmente, que se tenga que dedicar menos espacio al control de la temperatura, lo que podría permitir a las empresas incluir más celdas de batería en el mismo tamaño.
Después de revisar las pruebas de la batería Donut, Wachsman dijo que todavía existen preocupaciones importantes. Durante las pruebas de calor extremo, por ejemplo, la bolsa que rodeaba la batería de Donut perdió su sello de vacío. La generación de gas dentro de las baterías, causada por procesos como la descomposición de electrolitos o la liberación de oxígeno, puede provocar hinchazón y rotura de la bolsa de la batería. Pero sin conocer la química exacta de la celda, es difícil decir cuán significativo es que la batería de Donut haya tenido esta falla.
Dejando a un lado la batería Donut por un momento, las baterías de estado sólido han tenido dificultades para pasar del laboratorio a la línea de montaje debido a problemas bien documentados. Estas baterías suelen verse afectadas por la formación de grietas metálicas llamadas dendritas que provocan cortocircuitos. Piense en ellas como grietas que se forman en una acera cuando la raíz de un árbol crece debajo.
Las dendritas han sido una molestia para los desarrolladores de baterías desde la década de 1970. Una de las razones por las que las baterías de iones de litio se han vuelto omnipresentes mientras que otros enfoques se han estancado es que sus ánodos de grafito comúnmente utilizados son menos susceptibles a la formación de dendritas.
Pero nuevos descubrimientos podrían ayudar a los ingenieros a superar finalmente estos obstáculos. Un equipo de investigación del MIT publicó recientemente un estudio en Naturaleza que descubrió que las reacciones químicas causadas por altas corrientes eléctricas que debilitan el electrolito también lo hacen más susceptible al crecimiento de dendritas. Es por eso que el desarrollo de electrolitos más fuertes por sí solo no ha resuelto el problema de las dendritas, que ya lleva décadas. Y podría señalar la importancia de desarrollar materiales químicamente más estables para finalmente cumplir la promesa de las baterías de estado sólido.
Ya se están logrando avances: ¿en qué otro lugar? – en China. El mes pasado, CATL, que controla casi el 40 por ciento del mercado mundial de baterías, presentó una solicitud de patente para baterías de estado sólido con una densidad de energía de 500 Wh. De acuerdo a CocheNoticiasChinael fabricante de baterías ya ha estado planeando una producción a pequeña escala en 2027. Pero las celdas de grado automotriz probablemente no estarán listas hasta finales de la década.
Otras empresas chinas se están adelantando. El fabricante de automóviles FAW dijo recientemente que su celda de manganeso rica en litio de “estado líquido-sólido” con 500 Wh/kg estaba lista para la integración en vehículos.
China ya está sentando las bases para la producción en masa hacia finales de la década, momento en el que espera que la tecnología esté madura. ¿Y por qué no lo haría? Este es un país que se ha tomado en serio el desarrollo de vehículos eléctricos y baterías durante años, lo que le ha permitido acaparar el mercado de gran parte de la oferta mundial.
Diferentes empresas están adoptando enfoques diferentes. Por ejemplo, Honda apuesta por los electrolitos a base de azufre a pesar de las alternativas emergentes. En octubre pasado, Toyota anunció “el primer uso práctico en el mundo de baterías totalmente de estado sólido en BEV” para 2027 o 2028. Y Mercedes, utilizando un prototipo de batería de la startup Factorial, pudo conseguir que un sedán eléctrico EQS tuviera una autonomía real de 749 millas.
«Las empresas probablemente tengan mucho camino por recorrer», dijo Alevtina Smirnova, directora del Centro de Investigación Cooperativa Industria-Universidad de NSF para el Almacenamiento de Energía Eléctrica de Estado Sólido. «Porque no hay comparación entre lo que está sucediendo ahora en China y lo que está sucediendo aquí en Estados Unidos».
Por su parte, Donut Lab no se inmuta ante el escepticismo en torno a sus afirmaciones. El 1 de abril, Lehtimäki publicó un nuevo vídeo que aborda parte de la controversia en torno a sus baterías de estado sólido. También reveló que Donut Lab había creado una segunda versión de su batería, más lista para producción, que comenzaría a enviarse a los clientes a finales de este año.
Hubo una admisión crucial: la cifra ampliamente discutida de “100.000 ciclos” era un objetivo de diseño, dijo, no un resultado verificado experimentalmente. Se han realizado pruebas reales en ciclos más cortos, con proyecciones extrapoladas en función de variables conocidas como la tasa de carga, la temperatura y las condiciones de uso.
Luego pasó a un proyecto a más corto plazo: el último lanzamiento de productos de Donut Lab, que incluye un sombrero de pescador cubierto de «papel de aluminio».
Suscríbete y recibe las historias más importantes del día.
Al suscribirte aceptas nuestros términos y condiciones y política de privacidad.
