Elon Musk tiene un ambicioso plan para que Tesla ponga 20 millones de vehículos eléctricos en las carreteras en el año 2030. Para cumplir con él, las nuevas celdas 4680 son la clave del proyecto. Presentadas en 2020, forman parte de los nuevos paquetes de baterías estructurales del Tesla Model Y y de los próximos modelos que el fabricante. La última actualización que Tesla ha ofrecido sobre el avance de su desarrollo parece acercarlas a la producción en gran volumen en muy poco tiempo.
Potencialmente, las celdas 4680 pueden reducir el coste de las baterías a la mitad. El proceso de fabricación, producir los electrodos y ensamblar los diferentes componentes, representa aproximadamente el 24% del coste total de una celda de batería. Durante las últimas tres décadas, las baterías se han fabricado utilizando los mismos procesos y tecnologías. Pero en los últimos años, los fabricantes comenzaron a investigar procesos alternativos, entre los que destaca el empleo de la tecnología de recubrimiento de electrodos en seco con la que se puede optimizar el proceso.
¿Qué es la tecnología de electrodos de batería seca?
La tecnología de electrodo de batería seca (DBE) es un método innovador que no precisa de disolventes para fabricar las baterías. A diferencia del método de recubrimiento húmedo tradicional, este proceso aplica al sustrato del electrodo una mezcla seca de materiales activos y aditivos conductores mediante un sistema de dosificación de precisión.
El propio Elon Musk ya reconoció que suponía un gran desafío técnico. Tesla adquirió los conocimientos necesarios para ejecutarla en 2019 cuando compró, por 200 millones de dólares, Maxwell Technologies, una empresa de San Diego que fabrica ultracondensadores.
Según el Libro Blanco publicado por esta empresa, la tecnología se compone de tres pasos: mezcla de polvo seco, formación de polvo a película y laminación de película a colector actual, todo ejecutado sin solvente. Tesla ha estado desarrollando su propia tecnología DBE hasta solicitar una patente hace dos años que ya está disponible desde principios de enero de 2023.
¿Qué beneficios aporta esta tecnología?
La tecnología DBE aporta las siguientes ventajas que simplifican la fabricación de las baterías.
- Mejora del rendimiento: Los procesos DBE permiten un revestimiento más preciso y uniforme de los electrodos, lo que da como resultado una mayor densidad de energía, una mayor autonomía y tiempos de recarga más rápidos.
- Mejora de la seguridad. Reducen el riesgo de cortocircuito y otros peligros al ser menos propensos a fugas o sobrecalentamiento.
- Escalabilidad. Los procesos DBE son fácilmente escalables por lo que tienen un enorme potencial para la producción de baterías a gran escala.
- Respeto por el medioambiente. Eliminan la necesidad de solventes y otros productos químicos utilizados en los métodos tradicionales de recubrimiento húmedo que son peligrosos para el medio ambiente y la salud humana. La eliminación del proceso de suspensión (materiales de electrodos dispersos en un solvente orgánico) también reduce el consumo de energía durante la fabricación.
- Reducción de costes. El proceso es más rentable que los métodos de recubrimiento húmedo tanto en materiales de producción como en necesidades de mano de obra.
- Mayor vida útil. El resultado del empleo de los procesos DBE da como resultado una vida útil más larga para las baterías, lo que reduce la necesidad de reemplazos y los costes de propiedad.
En base a estas ventajas, la tecnología de recubrimiento de electrodo seco es una tecnología valiosa para la industria de vehículos eléctricos. Es escalable y puede adaptarse a la química actual de las baterías de iones de litio e incluso tener un uso potencial para las baterías de estado sólido.
Pero, por otro lado, es una tecnología que solo ha alcanzado las primeras fases de su desarrollo por lo que todavía debe enfrentar muchos desafíos cuando los fabricantes comiencen a escalarla para producir baterías en gran volumen.
