En una información remitida a sus accionistas con los datos económicos del segundo trimestre de 2021, QuantumScape, ha actualizado los resultados de sus trabajos de desarrollo de la tecnología de baterías con electrolito sólido. La empresa estadounidense, que continua avanzando en los trabajos de instalación de una línea de producción piloto, ha ofrecido una actualización de su programa de comercialización y ya está probando los primeros prototipos de baterías de múltiples capas.
Fundada en 2010 con el objetivo de desarrollar baterías de estado sólido escalables para su aplicación en vehículos eléctricos, QuantumScape, con sede en San José, California, posee cerca de 200 patentes y solicitudes de patentes sobre esta tecnología. Cuenta con el respaldo de Volkswagen desde que esta invirtió 100 millones de dólares hace ocho años para acelerar el desarrollo de baterías en estado sólido. En otoño de 2020 se convirtió en una empresa pública cotizada en bolsa a través de una SPAC, mediante la fusión inversa con Kensington Capital Acquisition.
Las baterías de electrolito sólido son una de las tecnologías con la que es posible alcanzar densidades de energía y potencia mucho más altas que las que ofrecen las de electrolito líquido. Entre las ventajas funcionales que aportan las baterías sólidas se encuentra la alta densidad de energía que pueden ofrecer con el beneficio adicional de ser mucho más seguras, ya que se evita todo riesgo de incendio. En este punto QuantumScape asegura que sus baterías alcanzarán un 80% más de autonomía que la que ofrecería una del mismo tamaño y peso con la tecnología actual. Además, se reducen considerablemente los tiempos de recarga, de manera que en corriente continua significaría igualar prácticamente los tiempos de repostaje de un tanque de gasolina.
Línea de producción piloto de QuantumScape.
A finales de 2020, las pruebas realizadas con los prototipos de celdas de bolsa de una sola capa pudieron cargarse al 80% de su capacidad en 15 minutos. Además, tras 800 ciclos de carga y descarga la capacidad retenida alcanzaba todavía el 80%, lo que da idea de una escasa degradación final. Además, las pruebas de las celdas se han realizado a temperaturas de -30 ºC, a las que otros desarrollos de esta tecnología no logran funcionar.
Baterías sólidas de 10 capas
En marzo, QuantumScape anunció una nueva campaña de inversión con el objetivo de lograr los fondos que le permitiesen duplicar el tamaño de su línea de fabricación piloto. Según indica la carta enviada a sus accionistas esto le ha permitido avanzar en las pruebas de los prototipos de baterías. Estas han entrado ya en una fase adelantada con las pruebas de celdas de baterías de estado sólido de 10 capas.
Resultado de las pruebas de las celdas sólidas de 10 capas de QuantumScape.
Estas celdas, con un tamaño de 70 × 85 mm, se están probando a velocidades de carga 1C y C/3 a una temperatura de 25 °C y a 3,4 atmósferas de presión. Según la empresa estas son las condiciones idóneas para comprobar su viabilidad para las aplicaciones de la automoción. "Si bien necesitamos producir y probar muchas más celdas de este tipo para recopilar datos y estadísticas sobre su rendimiento y fiabilidad, este es un resultado extremadamente importante que demuestra que podemos fabricar celdas de 10 capas con una importante retención de capacidad y un comportamiento cíclico similar al de las celdas de una y cuatro capas", indica QuantumScape en su comunicado.
Cronograma de trabajo
El objetivo de la empresa americana es mostrar el resultado final de las pruebas de estas baterías a finales de 2021, lo que supone un adelanto sobre el cronograma anunciado anteriormente. Su desarrollo continuará durante el año 2022 para, a continuación, comenzar con las pruebas de las celdas destinadas a los vehículos eléctricos, que comenzarán a fabricarse en la línea de producción piloto en 2023.
Cronograma de comercialización de celdas sólidas escalables de QuantumScape.
Para esta instalación de 18.300 m2, QuantumScape ya ha realizado el pedido de los equipos mecánicos que formarán parte de la línea pre-piloto a, cuyo alquiler a largo plazo fue firmado en el pasado mes de abril. Dado que el diseño de la celda no tiene ánodo, el montaje no requiere litio metálico. En cambio, QuantumScape utiliza un separador de cerámica compatible con procesos de fabricación escalables. Para su tratamiento térmico, crítico en la producción, se instalarán equipos de tratamiento de flujo continuo de gran volumen, "un hito importante en nuestro camino hacia la industrialización".
Las pruebas de las celdas de múltiples capas y la línea piloto acercan la producción de las primeras baterías de estado sólido escalables. La línea de tiempo mostrada por QuantumScape indica que todavía le queda un tiempo para la comercialización final. El próximo objetivo importante de la empresa es el muestreo de prototipos el año que viene, antes de que pasar a su fabricación en serie en la línea piloto, de la que, en 2023 saldrán las primeras celdas que podrían implementarse ya en vehículos eléctricos.
