De ESS News
El impulso a la comercialización de baterías de estado sólido (SSB, por sus siglas en inglés) está en marcha con industrias que apuestan por esta tecnología, desde la industria automotriz hasta el almacenamiento. Sin embargo, aunque el entusiasmo por las baterías de estado sólido ha disminuido en cierta medida, ya que la tecnología ha tardado más de lo esperado en despegar, las baterías de estado semisólido, que utilizan un diseño híbrido de electrolito sólido y líquido, han avanzado de forma constante hacia su comercialización.
Los últimos datos de TrendForce revelan que importantes fabricantes de todo el mundo -como Toyota, Nissan y Samsung SDI- ya han iniciado la producción piloto de baterías totalmente de estado sólido. Se calcula que los volúmenes de producción podrían alcanzar niveles de GWh en 2027, a medida que estas empresas se apresuran a aumentar la producción.
Esta tecnología, que tiene décadas de antigüedad, promete mejoras en seguridad y densidad energética, pero hasta ahora ha tenido dificultades para alcanzar el éxito comercial. Los elevados costos de producción, los complejos procesos de fabricación y la falta de una cadena de suministro madura han frenado su implantación.
Mientras tanto, las baterías de estado semisólido ya se han comercializado en buena medida y se utilizan actualmente en vehículos eléctricos. Según TrendForce, ya han alcanzado una instalación a escala de GWh, con densidades de energía de las celdas que oscilan entre 300 y 360 Wh/kg.
El precio inicial de las pilas de estado semisólido supera 1 yuanes/Wh (0,14 dólares/Wh) debido a las pequeñas escalas de producción y a la relativa inmadurez de las tecnologías de fabricación. TrendForce prevé que, con el aumento de la escala de producción y los avances tecnológicos, el costo global de las baterías de estado semisólido podría caer por debajo de 0,4 yuanes/Wh en 2035.
Las baterías totalmente de estado sólido están pasando de las celdas prototipo de muestra a la producción a escala de ingeniería y también se espera que se enfrenten a elevados costos de producción en las primeras fases que podrían elevar los precios iniciales de los productos. TrendForce prevé que, para 2030, si la escala de aplicaciones de las baterías de estado sólido supera los 10 GWh, los precios de las celdas caerán probablemente a alrededor de 1 yuanes/Wh. Para 2035, los precios de las celdas podrían seguir bajando hasta 0,6-0,7 yuanes/Wh con una rápida expansión del mercado a gran escala.
Centrarse en la tecnología SSB basada en sulfuros
En la actualidad, hay tres formas de fabricar baterías de estado sólido basadas en distintos tipos de electrolitos, y cada una de ellas tiene sus propios cuellos de botella tecnológicos. Las baterías de estado sólido basadas en polímeros están relativamente maduras y ya se han comercializado en algunas partes de Europa. Por ejemplo, la empresa francesa Blue Solutions ya fabrica este tipo de baterías de estado sólido para los autobuses eléctricos de Daimler. Sin embargo, este tipo de baterías sigue teniendo problemas de tolerancia a la tensión y conductividad iónica.
Los electrolitos de óxido en estado sólido son conocidos como la clase químicamente más estable de baterías de estado sólido, pero son difíciles de fabricar. El contacto «sólido-sólido» entre el electrolito y los materiales activos del cátodo/ánodo provoca una mayor resistencia interna.
Las baterías de estado sólido basadas en sulfuros presentan un potencial especialmente fuerte debido a su conductividad iónica, que es la más parecida, e incluso puede superar, a la de los electrolitos líquidos. Los principales fabricantes, como Toyota, Samsung SDI, LGES, SK On, CATL y BYD, están explorando esta clase de baterías de estado sólido. Sin embargo, esta química es inestable en el aire y muy sensible a la humedad, lo que añade complejidad al proceso de producción y puede liberar gas H2S, que es venenoso además de inflamable.
La opinión de TrendForce sobre el desarrollo de la tecnología de baterías de estado sólido es prudente pero optimista. «Aunque los principales indicadores de rendimiento, como las tasas de carga y descarga y la duración de los ciclos, aún no han alcanzado los niveles de comercialización -y los costos actuales siguen sin ser competitivos con los de las baterías de iones de litio líquidos-, los costos de las SSB mejorarán significativamente a medida que aumente la producción, gracias a las sólidas políticas gubernamentales y a la inversión de capital», afirman los analistas.
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