Los coches eléctricos son ya una realidad en nuestro día a día. Su tecnología está plenamente desarrollada. Son limpios, fiables y muy eficientes. Pero siguen planteando un problema técnico que los encarece y limita su difusión: la escasa densidad energética de sus baterías.
Así, mientras que con la tecnología actual una batería acumula en torno a 0,15 kWh por kilo, un kilo de gasolina contiene 12,2 kWh, y un kilo de gasóleo alcanza los 12,7 kWh. Por tanto, para transportar la misma energía que “cabe” en un depósito de gasolina de 60 litros (en el cual se pueden acumular 576 kWh), un automóvil eléctrico tendría que transportar una batería de casi cuatro toneladas.
Dicho esto, hay una “pequeña” trampa en esta comparación, ya que los motores eléctricos son mucho más eficientes que los térmicos. Un motor eléctrico puede convertir en trabajo mecánico en torno al 90 % de la energía eléctrica que emplea, mientras que en el motor térmico de un automóvil apenas se alcanza el 25 % de eficiencia.
Así, de los 576 kWh acumulados en ese depósito de gasolina de 60 litros, sólo 144 kWh se van a transformar en el movimiento efectivo del vehículo. Por tanto, para obtener el mismo rendimiento en un mucho más eficiente coche eléctrico necesitaríamos una batería que acumulase unos 158 kWh, la cual pesaría en torno a una tonelada… aparte de ser carísima.
La nueva generación de baterías eléctricas
Evidentemente, cerrar la brecha de la densidad energética entre los combustibles y las baterías de los coches eléctricos es imprescindible para lograr que sean más ligeros, más asequibles y aún más eficientes.
Para ello, Toyota nos habla de cuatro nuevas tecnologías de baterías que prometen ofrecer una gran potencia, más autonomía, una carga más rápida y un coste inferior. Lo más interesante de todo es que, más allá de la teoría, Toyota ha puesto una fecha para el primer gran avance que se va a llevar a cabo en esta materia desde que las actuales baterías de iones de litio comenzaron a reemplazar a las de hidruro metálico de níquel.
Será en 2026 cuando los primeros vehículos eléctricos de batería de nueva generación comenzarán a llegar al mercado, y la marca japonesa estima que en 2030 más de la mitad de los 3,5 millones de automóviles eléctricos que espera vender contarán con baterías de nueva generación.
Y ¿de qué tecnología en concreto estamos hablando? Según Toyota, las actuales baterías de iones de litio serán reemplazadas por no una sino varias tecnologías, ya que (esto no lo dice Toyota) lo de aumentar la densidad energética parece más o menos fácil, pero lo de reducir el coste no es tan sencillo. Así que quienes quieran las baterías que menos pesan y más energía acumulan… tendrán que pagarlas.
En otras palabras, Takero Kato, responsable de la producción de vehículos eléctricos de Toyota, afirma que “Vamos a necesitar varias opciones en lo que a baterías se refiere, del mismo modo que tenemos distintas variantes de motores. Es importante ofrecer alternativas de baterías compatibles con una amplia variedad de modelos y necesidades de los clientes”.
Cuatro nuevas tecnologías de baterías para coches eléctricos
Así, Toyota ha presentado no una sino cuatro tecnologías baterías de nueva generación, tanto con electrolitos líquidos como sólidos, y también ha ofrecido un anticipo de los próximos pasos de la tecnología de baterías de electrolitos sólidos.
Así Toyota está desarrollando tres diferentes tecnologías en el campo de las baterías con electrolito líquido. En primer lugar, la nueva generación de coches eléctricos que se lanzará en 2026 seguirá empleando la batería de iones de litio (electrolito líquido) pero con mejoras sustanciales que permitirán autonomías de más de 800 km con “empaquetados” (volúmenes y masas) similares a los actuales.
Esa mejora de autonomía se deberá en parte a la mayor densidad energética de las baterías, pero también a la introducción de mejoras aerodinámicas y a la reducción de peso de los automóviles. Esta tecnología debería abaratar los coches en torno a un 20 % y permitir recargas rápidas (del 10 al 80 %) en 20 minutos o menos.
La segunda tecnología es la de las baterías de Litio-ferrofosfato (LiFePO), que se introducirán, previsiblemente, a partir de 2027. Se trata de baterías bipolares cuya materia prima tiene un coste más bajo que el de las actuales de iones de litio. Se espera que ofrezcan un 20 % más de autonomía que las actuales, así como un 40 % menos de coste, con un tiempo de recarga rápida (del 10 al 80 %) estimado en unos 30 minutos.
La tercera tecnología se basa también en la química actual de Ion-Litio, pero con una estructura bipolar y un cátodo con alto contenido en níquel. En combinación con mejoras aerodinámicas y reducción de masa, esta batería podría lograr autonomías de más de 1.000 kilómetros.
Además, hablamos de un 10 % adicional de reducción de coste respecto a la batería de iones de litio de alto rendimiento que está previsto lanzar en 2027, con un tiempo de carga equivalente, ya que permitiría la recarga del 10 al 80 % en torno a los 20 minutos. Eso sí, para disfrutar de esta tercera tecnología, deberemos esperar, seguramente, hasta 2028.
Las baterías de estado sólido
Más o menos en esa fecha (o antes) deberían lanzarse las revolucionarias baterías de estado sólido con química de iones de litio. Esta cuarta tecnología se encuentra aún en fase de desarrollo para aumentar la vida útil de las baterías que la emplean. El electrolito sólido hace posible un movimiento más rápido de los iones y una mayor tolerancia ante voltajes y temperaturas elevados, lo que permitirá tasas de carga y descarga más rápidas y, por tanto, más potencia con baterías de formato más pequeño.
Toyota espera que su primera batería de estado sólido ofrezca un 20 % más de autonomía que la batería iones de litio de alto rendimiento que se lanzará en 2027, llegando, por tanto, a los 1.000 km, así como un tiempo de carga rápida de 10 minutos o menos para pasar del 10 al 80 %.
Más allá de esto, Toyota ya está trabajando en el desarrollo de una batería de estado sólido de iones de litio con aún más prestaciones, que aspira a alcanzar un 50 % más de autonomía que la batería de iones de litio de próxima generación, lo que permitiría lograr 1.200 km de autonomía o bien reducir considerablemente el tamaño y la masa de la batería, lo que permitiría, a la vez, hacer coches más bajos y, por tanto, más aerodinámicos y eficientes, si bien para ello lo primero es desterrar de una vez por todas la moda SUV. Pero eso es otro cuento que merece su propio espacio narrativo.
