Poco después de que Nissan anunciara sus planes para lanzar en 2028 baterías de estado sólido para sus modelos eléctricos, hemos tenido noticia también de su alianza con la NASA para avanzar en ese desarrollo. En concreto, intenta conseguir baterías mucho más pequeñas que las de iones de litio y capaces de cargarse en solo 15 minutos, lo que supondría un paso de gigante para la popularización del vehículo eléctrico.
La firma japonesa ha presentado su prototipo de planta para la producción de baterías laminadas de estado sólido, una instalación situada en su centro de investigación en la prefectura de Kanagawa. En el marco de su estrategia Nissan Ambition 2030, pretende lanzar su primer coche equipado con este tipo de baterías en 2028, algo que Stellantis se ha comprometido a hacer dos años antes y que Toyota ha adelantado incluso a 2025, en su caso para instalarlas en un modelo híbrido.
Sobre la colaboración con la NASA, la agencia AP News señala que Nissan ha buscado su apoyo y el de la Universidad de California, en San Diego, para poder acceder a la llamada “plataforma informática de materiales originales”, una base de datos computarizada gracias a la que se puede probar un sinfín de combinaciones y comprobar cuál funciona mejor entre cientos de miles de materiales. “Tanto la NASA como Nissan necesitan el mismo tipo de batería”, se ha comunicado desde la compañía automovilística.
Esta ha puesto manos a la obra, entre tanto, y proyecta poner en marcha para 2024 una línea de producción piloto en su planta de Yokohama en la que se estudiarán los materiales, el diseño y los procesos de fabricación para la producción de prototipos de la ansiada batería de estado sólido.
Nissan prevé que los costes de esta clase de baterías se puedan reducir a 75 dólares por kWh en 2028 y a 65 dólares por kWh de ahí en adelante, con lo que tendrá lugar el esperado momento de paridad entre los coches eléctricos y los de combustión. Actualmente, el precio por kWh de las baterías de iones de litio ronda los 132 dólares; en China los precios son más bajos, mientras que en Europa y EEUU cuestan entre un 40% y un 60% más debido al coste de las materias primas.
Para muchos fabricantes, las baterías de estado sólido serán la tecnología que cambiará de forma definitiva las reglas del juego de la movilidad eléctrica. Tienen una densidad de energía que duplica aproximadamente la de las baterías de iones de litio convencionales, un tiempo de carga significativamente menor gracias a un rendimiento superior de carga/descarga y un coste menor gracias a la posibilidad de utilizar materiales más baratos. Con estas ventajas, Nissan espera utilizarlas en una amplia gama de segmentos de vehículos, incluidas las pick-up, haciendo que sus modelos eléctricos sean más competitivos.
Kunio Nakaguro, vicepresidente ejecutivo a cargo de I+D, ha declarado al respecto: «Nissan ha sido líder en tecnología de electrificación a través de una amplia gama de actividades de I+D, desde la investigación de materiales para baterías a nivel molecular hasta el desarrollo de vehículos eléctricos seguros y de alto rendimiento. Nuestras iniciativas incluyen incluso el desarrollo urbano utilizando los modelos eléctricos como baterías de almacenamiento».
Sin embargo, el camino hacia la generalización de las baterías de estado sólido no se anuncia fácil. Hasta el momento, nadie ha salido airoso del reto de fabricarlas a gran escala. En esencia, el problema se reduce a hallar el material apropiado para el electrolito sólido de la batería, con una conductividad adecuada y que además permita su producción en grandes cantidades.
¿Cómo funcionan estas baterías?
A diferencia de las de iones de litio, que utilizan un electrolito líquido, las de estado sólido emplean un material sólido, por ejemplo nanohilos de oro envueltos en manganeso e inmersos en gel o electrolito de cristal. El litio líquido acaba solidificándose, lo que deteriora la separación entre los electrodos con varios resultados a cual más indeseable: pérdida de prestaciones, sobrecalentamiento, cortocircuitos y, en el peor de los casos, una explosión. Los dispositivos de estado sólido previenen ese deterioro, lo que alarga su vida útil y ofrece una mayor seguridad, además de lograr las citadas mejoras en autonomía y tiempo de carga.
En una batería sólida, el electrolito no es inflamable y es más improbable el crecimiento de dendritas, un problema que sí presentan las baterías de iones de litio y que puede derivar en los temidos cortocircuitos y hasta incendios que de vez en cuando asoman a YouTube. Los nuevos sistemas de almacenamiento de energía facilitan también el control de su temperatura y el uso de dispositivos de refrigeración más simples.
Más factores a favor: según diversas estimaciones, como la mencionada de Nissan, cuando se logre fabricar las nuevas celdas a gran escala, su producción costará menos de la mitad que las baterías de iones de litio. En concreto, representarán el 40% de la factura actual.
Para colmo de virtudes, se benefician de una mayor densidad energética, que algunos estudios cifran en hasta un 70% más de energía por unidad de volumen. De esta forma será posible contar con baterías más pequeñas y ligeras, lo que atenuaría los problemas de peso que aquejan a los vehículos eléctricos y favorecería a su vez autonomías más satisfactorias en carretera.