Las baterías de electrolito sólido son objeto de interés por parte de los fabricantes y usuarios de vehículos eléctricos por sus teóricas ventajas, pero lo cierto es que se tardará como mínimo hasta 2025 en hacer su aparición en vehículos de serie.
Toyota ha revelado información sobre el desarrollo de sus baterías de electrolito sólido, que tienen previsto empezar a fabricarlas en serie limitada para 2025. Para los Juegos Olímpicos de Tokio, Toyota tendrá unos vehículos experimentales con baterías de electrolito sólido, derivados de un prototipo funcional que está actualmente en pruebas. El siguiente paso será comenzar a producir las baterías en número limitado para el año 2025.
Toyota tiene grandes expectativas sobre el potencial de esta tecnología. Por ejemplo, tienen
como objetivo desarrollar baterías de electrolito sólido que mantengan
más del 90% de su capacidad original durante 30 años, lo que
significaría una degradación bajísima. Otra ventaja tiene que ver con
los tiempos de carga, cargar completamente la batería
prototipo requiere menos de 15 minutos, si bien
desconocemos su capacidad total.
Se espera que estas baterías sean más ligeras y más baratas que las
baterías actuales, e incluso hay teorías que apuntan a una densidad energética
entre dos y tres veces mayor que las de iones de litio existentes hoy en
día. A todo ello hay que añadir una menor vulnerabilidad a temperaturas extremas y una mayor seguridad, ya que no tienen riesgo de incendio.
La fabricación de este tipo de baterías presenta varios inconvenientes. La fabricación de las celdas de estas baterías es muy difícil actualmente, porque las celdas deben producirse en un ambiente ultra seco, con la mínima humedad. Actualmente dichas celdas se fabrican en cabinas transparentes selladas, totalmente aisladas, conocidas como cajas de guantes. Esto hace que la fabricación de las baterías sea lenta, costosa y poco adecuada para grandes producciones en
serie. De hecho, inicialmente las baterías costarán más que las
actuales baterías de iones de litio debido, precisamente, a esta falta
de producción a escala.
Por otro lado, los ingenieros de Toyota están investigando la manera de conseguir mayores densidades de energía.
Aunque la cifra no ha sido revelada, no obtienen una densidad energética lo suficientemente adecuada a día de hoy, pero confían en que acabe teniendo una densidad
energética elevada. Para contrarrestar las limitaciones,
están analizando cómo pueden ajustar el ánodo u otros materiales.
Están tratando de reducir las desventajas que existen. Toyota ha
optado por centrarse en un electrolito a base de azufre, ya que parece resultar en una transferencia más eficiente de los iones de litio entre los electrodos.
Otro de los obstáculos pendientes de resolver, es desarrollar un electrolito que pueda compactarse mucho a la vez que se mantiene flexible. El
electrolito sólido debe compactarse a alta presión para reducir los
espacios entre las partículas, de forma que los iones y los electrones
puedan pasar fácilmente. Pero también debe ser flexible, porque el ánodo
se expande y contrae durante la descarga, y el electrolito debe tener
cierto margen. El problema es que cuanto mayor es la expansión y la
contracción, más se deforman los electrolitos, lo cual aumenta la
degradación de la batería con el tiempo. La clave es desarrollar un
material que reúna las mejores condiciones en ambos sentidos.
