La creciente demanda energética, agravada por la enorme dependencia de los combustibles fósiles no renovables, ha tenido un grave impacto en el cambio climático, como lo evidencia el aumento de la temperatura media de la Tierra en el último siglo. El transporte por carretera es responsable de tres cuartas partes aproximadamente de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) relacionadas con el transporte, por lo tanto, la descarbonización de este sector es necesaria para alcanzar una neutralidad climática. Los Vehículos Eléctricos de Batería (VEB) son una herramienta crucial para lograr este objetivo. En este contexto, SOLIDBAT propone una tecnología disruptiva de batería de estado sólido (SSB) para satisfacer las grandes exigencias del sector de la automoción. El foco está en las SSB (baterías de estado sólido) de alta densidad energética (400 Wh/kg, 1000 Wh/L) que permiten una carga rápida, larga vida útil y seguridad. Para alcanzar estos logros, SOLIDBAT implica innovación en cinco áreas principales: i) Herramientas digitales y modelos para el desarrollo de materiales y el diseño de parámetros de celdas; ii) Material activo de cátodo rico en níquel y protección superficial, de alta capacidad y procesable en agua; iii) Ánodo de metal de litio de alta energía texturizado en 3D y recubierto con una interfase artificial sólida-electrolítica protectora (SEI); iv) Electrolito de gel polimérico híbrido altamente conductor y electroquímicamente estable (HGPE), y reticulado in situ; y v) Soluciones escalables para la fabricación de tecnología SSB que son fácilmente adaptables a la tecnología actual de iones de litio, acelerando así la introducción en el mercado de vehículos eléctricos (VE). Asimismo, se da prioridad al costo, la sostenibilidad y el reciclaje en todo el desarrollo del proyecto, por ejemplo, reduciendo el uso de materias primas y evitando disolventes orgánicos para un procesamiento más ecológico. El consorcio colaborativo SOLIDBAT engloba toda la cadena de valor de las baterías, fomentando la innovación y el crecimiento de la industria europea. Estableciéndose la fabricación de baterías de estado sólido (SSB) en Europa, SOLIDBAT contribuye a las transiciones energéticas y de transporte climáticamente neutras, y evitando de paso la dependencia de la producción de baterías en países asiáticos como ocurre actualmente con la tecnología de baterías de iones de litio (Li-ion).
Aportación de CIDETEC al proyecto:
Dentro del proyecto SOLIDBAT, CIDETEC Energy Storage estaría realizando avances notables tanto en investigación experimental como en modelización para impulsar el desarrollo de baterías de estado sólido de próxima generación.
I+D de SSB: CIDETEC Energy Storage se centrará en el desarrollo de cátodos de alta carga de agua, así como en el avance de las tecnologías de baterías de estado sólido (SSB, por sus siglas en inglés). Este trabajo incluye desde el diseño de formulaciones óptimas a escala de laboratorio y la validación de componentes para baterías de estado sólido SSB hasta la escalada de la producción de fangos acuosos para el ensamblaje de celdas tipo bolsa de alto volumen. Estos esfuerzos son primordiales para acometer los desafíos actuales en el desarrollo de electrolitos sólidos y para mejorar el rendimiento de las baterías de estado sólido de próxima generación.
Caracterización avanzada: CIDETEC desarrollará también técnicas de microscopía óptica para controlar la deposición de litio en la interfaz metal de litio | electrolito sólido. Este es un paso crucial para identificar y mitigar posibles mecanismos de error en baterías de metal de litio de estado sólido. Además, CIDETEC trabajará en la extracción de parámetros para apoyar la validación de modelos y garantizar simulaciones más precisas.
Modelización y simulación: En el ámbito de la modelización, CIDETEC desarrollará un modelo quimio-mecánico para lograr un conocimiento más profundo sobre los interfaces entre electrolitos sólidos y electrodos. Nuestro equipo también contribuirá a un marco de múltiples facetas físicas orientado a predecir el rendimiento de las baterías, proporcionando así una orientación valiosa para el diseño de la próxima generación de baterías metálicas de estado sólido de litio.