¿Imaginas llegar a una electrolinera y poder recargar tu coche eléctrico en sólo 15 minutos sin que tu batería corra ningún riesgo? Pues eso es precisamente lo que busca conseguir el proyecto español Promobat, impulsado por el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) y financiado por el Instituto Valenciano de Competitivdad e Innovación (Ivace+i).
Las baterías de litio son, hoy por hoy, la principal tecnología de almacenamiento utilizada en la movilidad eléctrica. Su alta densidad energética, su prolongado ciclo de vida, sus ajustadas dimensiones y su versatilidad han impulsado su uso en un gran número de sectores, pero especialmente en el vehículo eléctrico.
Su utilidad es indiscutible, pero presenta tres grandes obstáculos: sus costes de producción, la autonomía y la velocidad de recarga. Sobre los dos primeros hemos visto en los últimos tiempos grandes avances que han permitido, por un lado, abaratar los precios en la fase de fabricación y, por otro, aumentar los rangos en los que se mueven los nuevos modelos, con autonomías que de media ya rondan fácilmente los 300 kilómetros de media.
Este nuevo proyecto busca mejorar el tercer hándicap asociado a las baterías en general y a las baterías de litio en particular: la velocidad de recarga. ¿Por qué? Porque, como coinciden todos los expertos, la única forma de impulsar la implantación del coche eléctrico es acercando su experiencia de uso a la de un coche de combustión y eso pasa por no tener que esperar largos tiempos mientras se carga el coche.
Es cierto que cada vez son más los fabricantes que apuestan por desarrollar cargadores con altas potencias. De hecho, según el último informe de AEDIVE sobre la situación de la recarga pública en España publicado en julio de este año, “en un año (de julio de 2023 a junio de 2024), se han instalado 9.000 puntos de recarga, de los cuales, el 68 % es igual o mayor de 22 kW, mientras que los puntos de recarga de alta potencia (más de 22 kW) ya suponen el 34 % del total. Los puntos de recarga que han experimentado un mayor crecimiento en el segundo trimestre del año son los de 50 kW a 250 kW (10 % de incremento). Los de 22 kW se han incrementado en un 9 % y los de más de 250 kW han crecido un 8 %”, señalan.
El problema a día de hoy que tienen los cargadores de alta potencia para el grueso de las baterías de litio es que aceleran su desgaste. Y aquí es donde se inscribe este proyecto Promobat de ITE. “En un contexto de crecimiento exponencial del uso de baterías de litio en diversas aplicaciones y especialmente en el sector de la movilidad eléctrica, este proyecto nace de la necesidad del mercado de diseñar módulos de baterías más eficientes y seguros, capaces de soportar cargas rápidas sin comprometer el rendimiento ni la seguridad”, explica Alberto León, responsable del proyecto.
Es el proyecto Promobat. La carga rápida puede aumentar el estrés térmico y acelerar la degradación de los materiales. Por eso es clave implementar una gestión térmica avanzada que minimice estos efectos”, insiste. Y añade: “se va a trabajar en el prototipado de celdas de estado sólido que representarán un salto en la tecnología de almacenamiento energético. Se trabajará en la tecnología avanzada de baterías de estado sólido basada en electrolitos híbridos, desarrollando un prototipo de celda. Las baterías de estado sólido presentan, frente a las convencionales de electrolito líquido, una mejora en la seguridad y densidad energética”.
Para investigar en esta línea es clave desarrollar tecnologías innovadoras de celda y de módulo (agrupación de celdas conectadas entre sí que acaban formando la batería).
“Los mayores desafíos son, por un lado, la complejidad en la optimización de los parámetros de fabricación de las celdas prototipadas en el proyecto, y por otro, el control del calor generado durante la carga rápida del módulo, asegurando la seguridad sin comprometer la densidad energética ni el rendimiento”, insiste León.
El propósito, como explican desde la compañía, es desarrollar soluciones tecnológicas novedosas que permitan el diseño y prototipado de celdas y módulos de baterías de elevadas prestaciones y, a su vez, de elevada seguridad, así como metodologías de evaluación de calidad de estas baterías, mediante la combinación de la investigación industrial y el desarrollo experimental para la validación de las soluciones.
A nivel de celda, el objetivo es optimizar los parámetros más relevantes del proceso de producción de prototipos, relacionados con el material, producción de electrodos e integración en la propia celda. Como recuerda León, “se explorarán tecnologías innovadoras de baterías para desarrollar prototipos de celdas de estado sólido con electrolitos híbridos, que ofrecerán un mayor rendimiento y seguridad”.
A nivel de módulo, “se integrarán celdas prototipo desarrolladas en el ITE con una química avanzada (NMC83-Si/C de alto contenido en níquel) y alta densidad energética, junto con tecnologías de gestión térmica basadas en materiales de cambio de fase (PCM) y materiales de interfaz térmica (TIM). Además, se incluirán sensores y electrónica de control para garantizar la seguridad y optimizar el rendimiento. Probomat busca equilibrar las condiciones exigentes de la carga rápida con la seguridad y el rendimiento”, señala.
“Reducir el tiempo de carga podría transformar la experiencia del usuario al reducir una de las principales barreras de la movilidad eléctrica: los largos tiempos de recarga. Esto haría que los vehículos eléctricos se asemejaran a otras tecnologías que priorizan la rapidez y la comodidad, facilitando desplazamientos más ágiles y eficientes”, comenta León.
Y concluye: “significará un paso hacia una movilidad eléctrica más práctica y accesible, donde la velocidad de carga ya no será un impedimento para su adopción, mejorando la confianza y comodidad de los usuarios”.
