Solid Power ha querido demostrar una de las propiedades que hacen de las baterías de estado sólido una de las grandes promesas para la industria de los vehículos eléctricos: su seguridad. Por eso las ha puesto a prueba en un laboratorio de una empresa externa donde sus celdas han sido perforadas con clavos, sobrecargadas y cortocircuitadas sin que en ningún momento se incendiaran ni provocaran ningún tipo de incidente importante.
A finales del año pasado, Solid Power anunció que arrancaba la producción de baterías de litio en estado sólido en sus instalaciones de Louisville, Colorado. Estas baterías de 22 capas eran capaces de ofrecer 20 Ah de carga eléctrica para las que se emplea un sistema de producción automatizado roll-to-roll que es el que se utiliza habitualmente en la industria de la electrónica. Un paso previo y fundamental para pasar a escalar tanto los procesos como las celdas a un formato superior que es el que se exige para su implementación en los coches eléctricos. En junio presentaba la tecnología All-Solid-State Platform, una plataforma de celdas de batería en estado sólido que permite tres diseños exclusivos con los que es posible reducir el coste del material activo del cátodo hasta en un 90%.
Según los resultados presentados por Solid Power, sus celdas tipo bolsa de 0,2 Ah no presentaron un aumento de temperatura cuando fueron perforadas, quedando siempre por debajo de los 27ºC. Tras sobrecargarse hasta el 200% de su estado nominal, la temperatura alcanzó los 35ºC bajo compresión y a 69ºC cuando no se liberaron de la carga. Las celdas también se sometieron a un cortocircuito externo sin que eso provocase fuego, humo, o pérdida de material en las celdas.
En las celdas que Solid Power ha presentado hasta ahora, el electrolito sólido por el que viajan los iones de litio utiliza un compuesto de sulfuro. En su día, después de trabajar con este mismo tipo de compuesto, la empresa QuantumScape advirtió que su uso, además de no evitar la creación de dendritas en los electrodos, también podría provocar la creación de un gas tóxico, el sulfuro de hidrógeno, al reaccionar con el aire, razón por la cual desistió de su uso. Sin embargo, Solid Power lo ha mantenido en sus celdas y en ningún momento ha mencionado la existencia de estos problemas.
Al igual que QuantumScape, Solid Power también emplea ánodos de metal de litio en las celdas de sus baterías de estado sólido. Pero también incorpora un alto contenido en silicio que permite que la batería se cargue rápidamente. El problema de los ánodos formados por este material es que no proporcionan tanta densidad de energía como el litio metálico.
A pesar de ello, las baterías con un alto contenido de silicio de Solid Power son capaces de alcanzar una densidad de 350 Wh/kg, que supone alrededor de 90 Wh/kg más que las mejores celdas de litio utilizadas actualmente en los coches eléctricos. En la práctica esto supone un incremento de un 35 % más de autonomía o una batería con la misma capacidad pero que es un 35 % más ligera, lo que también tiene un efecto significativo en la mejora del rango.
Además de esta propiedad, también son capaces de retener el 82 % de su capacidad después de 1.000 ciclos de carga-descarga. De esta forma, una batería que en un coche eléctrico ofrezca, por ejemplo 300 kilómetros de autonomía, podría ser utilizada durante 300.000 kilómetros perdiendo tan solo un 18 % de capacidad, es decir ofreciendo todavía 240 kilómetros de autonomía.
Si bien estos datos no suponen una gran mejora sobre las celdas de electrolito líquido actuales, la ventaja que proporcionan en cuanto a seguridad y densidad energética y en la reducción de costes de producción al eliminar los sistemas de gestión térmica, las hacen muy apropiadas para su aplicación en vehículos eléctricos. Por ahora, Power Solid no ha anunciado cuándo estarán disponibles estas nuevas celdas para su uso en la industria del automóvil.
