Actualmente, no existe una solución viable al problema de la desconexión de las baterías de estado sólido debido a su etapa de investigación y desarrollo en curso, que presenta varios desafíos técnicos, económicos y comerciales sin resolver. Dadas las limitaciones técnicas actuales, la producción en masa es todavía un objetivo lejano y las baterías de estado sólido aún no están disponibles en el mercado.
¿Qué obstaculiza el desarrollo de baterías de estado sólido?
Baterías de estado sólidoUtilice un electrolito sólido en lugar del electrolito líquido que se encuentra en los tradicionales.baterías de iones de litio. Las baterías de litio líquido convencionales constan de cuatro componentes esenciales: el electrodo positivo, el electrodo negativo, el electrolito y el separador. Por el contrario, las baterías de estado sólido utilizan un electrolito sólido en lugar del líquido convencional.
Dado el gran potencial de esta tecnología de baterías de estado sólido, ¿por qué no se ha introducido todavía en el mercado? Porque la transición del laboratorio a la comercialización se enfrenta a dos retos:viabilidad técnicayviabilidad económica.
- 1. Factibilidad Técnica: El núcleo de una batería de estado sólido es reemplazar el electrolito líquido por un electrolito sólido. Sin embargo, mantener la estabilidad en la interfaz entre el electrolito sólido y el material del electrodo presenta un desafío importante. Un contacto insuficiente puede provocar un aumento de la resistencia y, por tanto, una reducción del rendimiento de la batería. Además, los electrolitos sólidos sufren de una conductividad iónica más baja y unaiones de litiomovilidad, lo que lleva a velocidades de carga y descarga más lentas.
- Además, el proceso de fabricación es más complejo. Por ejemplo, los electrolitos sólidos de sulfuro deben producirse bajo protección de gas inerte para evitar reacciones de humedad en el aire que generan gases tóxicos. Este proceso, costoso y técnicamente complicado, actualmente obstaculiza la viabilidad de la producción en masa. Además, las condiciones de las pruebas de laboratorio a menudo difieren significativamente de los entornos del mundo real, lo que hace que muchas tecnologías no puedan lograr los resultados esperados.
- 2. Viabilidad Económica:El coste de las baterías de estado sólido es varias veces mayor que el de las baterías de litio líquido tradicionales y el camino hacia la comercialización está plagado de dificultades. Aunque en teoría tiene mayor seguridad, en la práctica, el electrolito sólido puede descomponerse a altas temperaturas, lo que resulta en una reducción del rendimiento de la batería o incluso fallas.
- Además, se pueden formar dendritas durante el proceso de carga y descarga, perforando el separador, provocando cortocircuitos e incluso explosiones, lo que hace que la seguridad y la confiabilidad sean un problema importante. Además, cuando el proceso de fabricación en pequeña escala se amplíe a la producción industrial, los costos se dispararán.
¿Cuándo llegarán las baterías de estado sólido?
Se espera que las baterías de estado sólido encuentren aplicaciones principales en electrónica de consumo de alta gama, vehículos eléctricos (EV) de pequeña escala e industrias con estrictos requisitos de rendimiento y seguridad, como la aeroespacial. Sin embargo, las baterías de estado sólido disponibles actualmente en el mercado aún se encuentran en las primeras etapas de comercialización del concepto.
Destacadas empresas automovilísticas yfabricantes de baterías de litiocomo SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD y EVE están desarrollando activamente baterías de estado sólido. Sin embargo, según sus últimos cronogramas de producción, es poco probable que la producción en masa a gran escala de baterías de estado sólido comience antes de 2026-2027 como muy pronto. Incluso Toyota ha tenido que revisar su cronograma varias veces y ahora planea comenzar la producción en masa en 2030.
Es importante tener en cuenta que el cronograma de disponibilidad de las baterías de estado sólido puede variar debido a diversos factores, como desafíos tecnológicos y aprobaciones regulatorias.
Consideraciones clave para los consumidores
Si bien se siguen de cerca los avances en labatería de litio de estado sólidoEn este ámbito, es fundamental que los consumidores permanezcan alerta y no se dejen llevar por información superficialmente deslumbrante. Aunque vale la pena anticipar innovaciones y avances tecnológicos genuinos, su verificación requiere tiempo. Esperemos que a medida que la tecnología avance y el mercado madure, en el futuro surjan nuevas soluciones energéticas más seguras y asequibles.
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Hora de publicación: 30 de octubre de 2024