Baterías de estado sólido puro en Suiza

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La empresa suiza Swiss Clean Battery (SCB) AG ha anunciado esta semana que construirá una gigafábrica para producir baterías de estado sólido puro en su sede de Teufen (Suiza).

«Con una producción que se escalará de 1,2 GWh a 7,6 GWH, SCB AG servirá tanto al mercado nacional como al internacional suizo con baterías de almacenamiento sostenible a partir de 2024», dijo la empresa. «En la primera fase de producción de 1,2 GWH, SCB AG prevé unas ventas de 318 millones de CHF (340 millones de dólares). Para ello, está previsto un volumen de inversión de 246 millones de CHF en la maquinaria.  En esta primera fase, SCB AG emplea a 181 personas. Se construirá una superficie de producción de 20.000 m2 para fabricar 7,2 millones de pilas al año».

El director de operaciones, Thomas Lützenrath, dijo que las baterías tendrán varias ventajas competitivas en comparación con el almacenamiento convencional de iones de litio.

«Las baterías de iones de litio convencionales envejecen porque se forma una capa de recubrimiento en sus ánodos a través de la carga y la descarga. Ésta crece con el tiempo y con cada uso, incluso más rápido cuanto más intensamente se utilice la batería. Este crecimiento de la capa superior consume capacidad y aumenta la resistencia interna, y el rendimiento de la batería disminuye», dijo a pv magazine.

Por el contrario, en las baterías de estado sólido puro se forma una capa superior muy fina durante la primera carga, dijo Lützenrath.

«Después, ya no crece», explicó. «Al utilizar nuestro electrolito protegido hecho de un conductor de iones sólidos, la resistencia interna y la capacidad permanecerán prácticamente constantes a lo largo de la vida útil. No importa cuánto se use la batería».

La tecnología de la batería no requiere ninguna materia prima crítica, como el cobalto o el oro.

«Como resultado de esto y de la extrema vida útil, el balance medioambiental puede mejorarse en más de la mitad en comparación con las baterías de iones de litio convencionales», explicó Lützenrath. «La tecnología predecesora de la batería de estado sólido -todavía de base líquida- ya ha completado más de 50.000 ciclos de carga en uso práctico en EE.UU. en un sistema de almacenamiento de baterías para amortiguar la red eléctrica. Esta tecnología líquida predecesora ya se ha producido a escala industrial».

El núcleo de la tecnología de almacenamiento es el conductor de iones sólidos, que sustituye a los electrolitos líquidos convencionales.

«Un problema técnico central es conseguir que el conductor iónico fijo de las celdas de la batería esté en conexión estable con los electrodos. Después de más de 30 años de investigación básica, ahora se ha podido resolver este problema», dijo Lützenrath.

Dijo que muchos proyectos de investigación se basan en un diseño modular, lo que significa que las piezas individuales se combinan fuera de la célula y se insertan en la carcasa, con problemas técnicos que se producen durante la transición de los iones en los límites del material, entre el ánodo, el conductor de iones sólido y el cátodo.

«Nuestra batería de estado sólido es diferente, ya que el conductor de iones fijo se forma en la propia célula de la batería, de forma similar a un adhesivo multicomponente, como un pegamento de dos componentes», dijo Lützenrath, sin proporcionar más detalles técnicos.

SCB dijo que su valor de mercado asciende actualmente a 13.000 millones de francos y que lanzará una oferta pública inicial en la bolsa de Zúrich en octubre.

«En la fase final, SCB AG producirá 7,6 GWH, con una inversión de 775 millones de CHF y un volumen de negocios de más de 2.000 millones de CHF. Para ello se construirán aproximadamente 100.000 m2 de superficie de producción. En esta fase de expansión, SCB AG producirá cerca de 48 millones de pilas al año con 1.061 empleados.  En ese momento, la empresa tendrá un valor de 8.600 millones de francos suizos», ha declarado la compañía.

Las baterías de estado sólido podrían ser la más prometedora de las muchas vías que persiguen los investigadores para mejorar las tecnologías actuales de almacenamiento de energía en baterías. Y muchos en la industria son optimistas en cuanto a que este enfoque acabará produciendo un «cambio radical» en la tecnología de las baterías, mejorando en gran medida la capacidad, la vida útil y la seguridad de las baterías de iones de litio.

El cambio de la actual generación de electrolitos líquidos/geles por un material sólido podría eliminar cualquier riesgo de incendio de la batería, así como mejorar la relación energía-peso y eliminar los materiales de embalaje adicionales «redundantes en energía» necesarios para mantener un líquido, entre otras varias ventajas.

Pero el desarrollo clave es que el electrolito sólido permitiría el uso de un ánodo de litio-metal, con una densidad energética mucho mayor que la del grafito que se utiliza habitualmente en la actualidad. Aunque se está investigando la integración del litio-metal con electrolitos líquidos o semisólidos, muchos consideran que el mejor enfoque es el del estado sólido.

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