CATL acaba de lograr superar un umbral importante en el desarrollo de baterías de alta densidad energética, y lo ha hecho con una de sus nuevas celdas prismáticas, consiguiendo 350 Wh/kg, y ha superado unas pruebas de estrés de seguridad muy severas, orientadas inicialmente a su uso en aviación, si bien su primera aplicación concreta serán los aviones eléctricos eVTOL (de despegue vertical). La realidad es que esta tecnología podría cambiar por completo a los coches eléctricos con autonomías de hasta 910 kilómetros sin un incremento del volumen de la batería.
Las pruebas de CATL
La clave de esta celda está en combinar una alta densidad de energía y un nivel suficiente de seguridad para aplicaciones que tienen un riesgo especialmente grave en caso de fallo. CATL hizo todas las pruebas de propagación térmica y para ello, llevó al extremo el calentamiento incontrolado de dos celdas localizadas en unas secciones de la batería distintas entre sí. Sin embargo el incendio o la temperatura no llegaron a alcanzar las celdas que estaban fuera de las zonas afectadas.
Esta prueba resulta especialmente interesante porque la fuga térmica puede desencadenar una reacción en cadena en el interior de una batería a partir de una celda que va aumentando de forma descontrolada su temperatura y que el sistema de protección no logra separar del resto, corriendo el riesgo de que el fallo se expanda hacia las celdas vecinas en cuestión de segundos. En el caso de CATL el sistema logró evitarlo incluso con las celdas afectadas en posiciones diferentes, algo que fue corroborado por miembros de la Administración de Aviación Civil de China y esto va a permitir su validación en el proceso posterior de certificación para aviación.
Una celda pensada para volar
CATL ha ideado esta celda sobre todo para eVTOL, donde es fundamental que la energía sea densa, dado que toda la energía debe almacenarse con baterías que no sean demasiado pesadas. Según la compañía, la mayoría de los eVTOL actuales utilizan celdas de entre 280 y 320 Wh/kg, así que la celda de 350 Wh/kg que ha ideado CATL está situada en la parte más alta del mercado porque permite almacenar la misma cantidad de energía con menos peso.
La primera aplicación confirmada será el eVTOL tripulado de AutoFlight, más concretamente el modelo V2000EM Prosperity, un aparato de seis plazas con 15 metros de envergadura, un peso máximo al despegue de 2.400 kilogramos, una autonomía operativa de 200 kilómetros y capacidad para volar hasta los 3.000 metros de altitud.
40% en densidad energética
La parte más interesante para el automóvil llega al trasladar este grado de densidad a un coche eléctrico, pero con algunos matices importantes. Los 350 Wh/kg corresponden a la celda de la batería y no al pack de batería, el cual también incluye la estructura, el sistema de refrigeración, las conexiones, las protecciones y la electrónica de control, de modo que la densidad energética final es siempre menor que la de la celda por separado.
En lugar de optimizar al máximo la autonomía, un fabricante podría optar por mantener la misma, pero reducir el tamaño y el peso, obteniendo coches más ligeros y eficientes, una opción especialmente viable para berlinas eléctricas y coches de menor tamaño, donde un kilo de más se nota especialmente en su consumo. Esa misma densidad permitiría además ganar espacio interior al requerir un menor volumen de batería para almacenar la misma energía, con lo que se ganaría habitabilidad sin renunciar al mismo tiempo a la autonomía.
Incluso con esa advertencia la estimación resulta suficientemente reveladora. Si tomamos como referencia un coche homologado hoy con una autonomía de 650 kilómetros y unas celdas de 250 Wh/kg, el salto a 350 Wh/kg representaría un aumento del 40% en la densidad energética. Aplicado proporcionalmente a la autonomía, llegaríamos a 910 kilómetros, partiendo del mismo peso, el mismo consumo y el mismo aprovechamiento de la batería. Hablamos de una estimación matemática, no de una cifra de homologación o de un anuncio de CATL para un coche en particular.
CATL ha afirmado que esta nueva celda está lista para producirse en serie, ya que el mayor reto no es hacer una celda excepcional en laboratorio, sino hacer millones de celdas a un coste competitivo y con una vida útil alta y las máximas garantías de seguridad, ya que un coche puede pasar horas aparcado bajo la luz del sol o recorrer varios cientos de miles de kilómetros. De momento, el principal objetivo de estos 350 Wh/kg serían los eVTOL, pero si la industria es capaz de trasladar la densidad de esta celda a packs de producción masiva, los resultados podrían ser tan relevantes para el coche eléctrico como para la aviación: coches más ligeros, más eficientes y baterías más pequeñas que no sacrifiquen la autonomía, la combinación que la industria del automóvil lleva años tratando de lograr sin conseguirlo.
