El proyecto SOLiD está desarrollando baterías de metal de litio de próxima generación que combinan seguridad, rendimiento y reciclabilidad para el futuro de la energía limpia en Europa.
Pocas tecnologías son tan esenciales y están bajo escrutinio como las baterías en el camino hacia un futuro climáticamente neutro. Las baterías, que alimentan todo, desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos (EV), están en el centro de la transición energética. Pero a medida que crece la demanda, también aumentan las preocupaciones sobre la sostenibilidad, el costo y las limitaciones físicas de la tecnología actual de iones de litio.
SOLiD es un ambicioso proyecto financiado por la UE que tiene como objetivo rediseñar las reglas de fabricación de baterías. Fundada en septiembre de 2022, SOLiD reúne a 14 socios de nueve países, desde potencias industriales hasta pymes ágiles e instituciones de investigación líderes. El objetivo de este proyecto es crear un proceso sostenible a escala piloto para la próxima generación de baterías de metal de litio de estado sólido que prometa una mayor densidad de energía, mayor seguridad, mayor vida útil y reciclabilidad por diseño.
Han pasado tres años desde el lanzamiento de SOLiD y el proyecto ha llegado a un punto de inflexión. Los avances en recubrimientos de electrodos, formulación de electrolitos y control de calidad digital están allanando el camino para que Europa amplíe las baterías de estado sólido más allá del laboratorio y hacia la producción en el mundo real. Y con ello, la promesa de baterías más ligeras y duraderas para los vehículos eléctricos, un almacenamiento más seguro de energía renovable y un camino hacia la soberanía europea en materia de baterías.
Más allá del ion de litio: la necesidad de una nueva generación
Las baterías de iones de litio han impulsado la revolución de la electrificación hasta este punto. Impulsan millones de vehículos eléctricos en las carreteras europeas y están en el centro de los planes de almacenamiento de energía renovable del continente. Sin embargo, sus limitaciones son cada vez más evidentes. Los electrolitos líquidos son volátiles e inflamables, los ánodos de grafito limitan la densidad de energía y la dependencia de materias primas clave, en particular el cobalto, plantea riesgos de suministro y preocupaciones éticas.
Las baterías de metal litio (SSB) de estado sólido ofrecen un camino a seguir. Al reemplazar el electrolito líquido con un electrolito sólido y reemplazar el grafito con un electrodo negativo de metal litio, estas baterías pueden almacenar hasta un 70% más de energía en el mismo volumen. También reduce el riesgo de incendio, mejora el rendimiento a altos voltajes y crea la posibilidad de diseños de baterías más ligeros y compactos. Lo más importante es que mediante el uso de capas protectoras avanzadas y revestimientos de electrodos más delgados, se puede reducir significativamente la dependencia del cobalto y el litio.
El problema hasta ahora ha sido la escalabilidad. La mayor parte de la investigación sobre SSB sigue confinada al laboratorio, donde células cuidadosamente fabricadas funcionan en pequeñas cantidades pero no en condiciones industriales. SOLiD se lanzó con el objetivo de integrar la fabricación escalable, el diseño reciclable y el control de calidad digital en el ADN de las baterías de estado sólido.
Reinventando la fábrica de baterías
SOLiD está redefiniendo la fabricación de baterías más allá de mejores materiales. La fabricación tradicional de electrodos es un proceso húmedo y derrochador que depende de disolventes tóxicos y pasos de secado que consumen mucha energía. SOLiD es pionero en recubrimientos de extrusión seca rollo a rollo (R2R) que combinan materiales activos catódicos, electrolitos poliméricos y aditivos conductores en una película uniforme sin el uso de solventes ni desperdicio excesivo de material.
El recubrimiento seco es un “cambio de juego”. Es más limpio, más rápido y mejor para el medio ambiente y los costos de producción, ya que elimina la necesidad de una costosa infraestructura de secado y recuperación de solventes.
En lo que respecta a los ánodos, el proyecto está ampliando la deposición por láser pulsado (PLD) para crear capas de litio ultrafinas de sólo 5 micrómetros de espesor. Este recubrimiento preciso está respaldado por un proceso en línea que diseña una interfaz estable, asegurando la compatibilidad entre las capas de cátodo y electrolito. Este cuidadoso control interfacial es fundamental para evitar dendritas, pequeñas formaciones en forma de agujas que pueden perforar el electrolito y provocar un cortocircuito en la batería.
Mientras tanto, los propios electrolitos de polímeros sólidos (SSPE) se están reinventando. Las primeras investigaciones se centraron en sistemas a base de polietilenglicol, pero a mediados de 2025, el equipo había introducido PESDA, una formulación a base de poliéster que superó significativamente a su predecesora. PESDA ha demostrado ser ideal como electrolito para ampliar a celdas de bolsa, ya que tiene un rendimiento de tracción de hasta el 250 % antes de fallar y un rendimiento cíclico estable, reteniendo el 95 % de su capacidad después de 120 ciclos en celdas prototipo.
De la mesa de laboratorio a la línea piloto
El enfoque de SOLiD se caracteriza por centrarse en la industrialización desde el principio. En lugar de experimentar con pilas de botón de forma aislada, el consorcio ha estado construyendo y validando pilas de referencia en formatos de 1 Ah y 10 Ah. Estas celdas denominadas de “generación 2B” construidas con electrolitos líquidos sirven como punto de referencia para garantizar que los nuevos diseños de estado sólido igualen y superen el rendimiento industrial establecido.
La producción a escala piloto ya está en marcha. Se ha demostrado una película catódica con uniformidad y control de espesor mejorados, mientras que se ha probado la consistencia y reproducibilidad de los electrolitos separadores recubiertos con ranura.
En la línea piloto se ha integrado la primera herramienta de inspección inteligente que combina detección de partículas, monitorización óptica y espectroscopia de impedancia electroquímica. A finales de 2025, se espera que el primero de estos sistemas de inspección esté en pleno funcionamiento y permita un control de calidad casi en tiempo real.
Aquí es donde entra en juego la ventaja digital de SOLiD. El proyecto está desarrollando un “gemelo digital”, un sistema de retroalimentación y avance impulsado por inteligencia artificial que vincula los datos de inspección directamente con los controles de proceso. De hecho, las fábricas aprenden durante la producción a reducir defectos, mejorar el rendimiento y reducir costos. Este «gemelo digital» de líneas de producción de baterías podría servir como modelo para futuras gigafábricas que apunten a minimizar el desperdicio y maximizar la eficiencia.
Construya la sostenibilidad desde el primer día
El enfoque de reciclaje por diseño planificado de SOLiD (es decir, el uso de una capa intermedia polimérica que facilita el desmontaje fácil y el reciclaje directo) tiene como objetivo apoyar el desarrollo de soluciones de baterías más circulares. Las baterías de iones de litio actuales son extremadamente difíciles de reciclar y requieren procesos que consumen mucha energía y que recuperan sólo una fracción del valioso material. A diferencia de las celdas tradicionales, el diseño de SOLiD explora formas de integrar materiales e interfaces fáciles de reciclar desde el principio.
La capa intermedia de polímero está diseñada para desprenderse fácilmente, lo que permite separar el cátodo, el electrolito y el ánodo al final de su vida útil. El material de la carcasa no tóxico y el diseño modular facilitan el desmontaje. Las herramientas de software avanzadas rastrean la composición del material y facilitan un reciclaje más eficiente.
Estos principios de diseño están destinados a respaldar baterías más seguras y duraderas, pero también son adecuados para usos secundarios, como el almacenamiento estacionario. De esta forma, SOLiD apoya directamente la integración de las energías renovables en los hogares y la red eléctrica, que es una piedra angular del plan de descarbonización de Europa.
hitos e impulso
Al tercer año del proyecto, se han logrado los siguientes impresionantes resultados:
Logramos el moldeo por extrusión en seco del cátodo con una uniformidad de película mejorada. Recubrimiento a escala piloto de electrolitos de polímeros sólidos utilizando tecnología de ranura. Validación de electrolitos a base de poliéster con excelentes propiedades mecánicas y electroquímicas. Célula de referencia «Gen 2b» construida y probada en múltiples formatos. Herramientas de inspección y control de calidad en línea integradas en la línea piloto. Difundir los resultados a la comunidad mundial de baterías a través de publicaciones revisadas por pares y presentaciones en conferencias.
Estos avances no son sólo tecnológicos, sino también estratégicos. Se espera que la demanda mundial de baterías se multiplique por 14 para 2030, y Europa se enfrentará a una intensa competencia de Asia y América del Norte. SOLiD está ayudando a asegurar la posición de Europa en la competencia mundial de baterías mediante el desarrollo de materiales y métodos de fabricación para SSB de próxima generación.
Soberanía de la batería estratégica europea
Detrás de los avances tecnológicos de SOLiD hay un objetivo estratégico más amplio: garantizar la independencia energética de Europa. Actualmente, la mayoría de las baterías más avanzadas se producen en Asia, y China, Corea del Sur y Japón dominan la cadena de suministro. Este desequilibrio expone a Europa a riesgos de suministro y socava su capacidad para controlar plenamente la huella ambiental y ética de su transición energética.
La UE está trabajando para cambiar este equilibrio invirtiendo en proyectos como SOLiD. Las tecnologías desarrolladas, incluida la extrusión seca, la deposición por láser pulsado y las capas intermedias reciclables, son más que un éxito de laboratorio. Estos son los pilares de una industria europea de baterías local que puede ampliarse de forma sostenible y competitiva. En términos prácticos, esto significa reducir la dependencia de baterías importadas y materias primas críticas, y al mismo tiempo crear empleos calificados en fábricas y centros de investigación europeos.
Construir esta soberanía sobre las baterías no es una opción, sino una necesidad si Europa quiere cumplir sus objetivos del Pacto Verde y seguir siendo competitiva en la carrera mundial de tecnologías limpias.
De cara al futuro: escalamiento e impacto
A medida que SOLiD entra en sus etapas finales, la atención se centra en extender la innovación a las células de bolsa y perfeccionar el control de calidad digital. La ambición es clara. El objetivo es construir una línea de producción a escala piloto rentable, de alto rendimiento y respetuosa con el medio ambiente que pueda transferirse a socios industriales.
Si tiene éxito, el impacto del proyecto se extenderá a toda la cadena de valor.
Para los conductores de vehículos eléctricos, las baterías de densidad de energía ultraalta significan un mayor alcance y una carga más rápida. Para los fabricantes, el procesamiento en seco y los métodos PLD reducen los costos al tiempo que mejoran la seguridad y la confiabilidad. En cuanto al medio ambiente, la reciclabilidad por diseño y la menor dependencia del cobalto y el litio reducen la presión sobre las materias primas y los ecosistemas críticos. Para la sociedad, las baterías más seguras y duraderas abren nuevas aplicaciones en la integración de energías renovables y el almacenamiento en red.
En muchos sentidos, SOLiD está construyendo más que una batería: está construyendo un modelo para la fábrica del futuro.
panorama general
La historia de SOLiD es también una historia de la determinación de Europa de liderar la tecnología limpia. Las baterías se han identificado como una prioridad estratégica a medida que el continente africano avanza hacia los objetivos de neutralidad climática del Pacto Verde. Proyectos como SOLiD no sólo hacen avanzar la ciencia, sino que también garantizan que la capacidad, la sostenibilidad y la eficiencia de los recursos se integren en la arquitectura misma de la industria.
Con el liderazgo del consorcio del Centro de Investigación Tecnológica VTT de Finlandia y una fuerte participación del mundo académico, las PYME y la industria, SOLiD es el epítome de la colaboración europea. Esto refleja el reconocimiento del continente de que la transición energética no es sólo un desafío tecnológico, sino un desafío social y económico.
pensamientos finales
El viaje desde el prototipo de laboratorio a la realidad industrial no es fácil. Pero, como demuestra el proyecto SOLiD, es posible integrar ciencia de materiales de vanguardia, métodos de producción innovadores y principios de sostenibilidad en una hoja de ruta coherente. El proyecto de tres años ya ha demostrado que las baterías de estado sólido pueden fabricarse de forma más limpia, segura y eficiente.
Con el prototipo de celda de bolsa de SOLiD en producción y su sistema de control de calidad digital operativo, Europa avanzará un paso más hacia un futuro de baterías más potentes, sostenibles y totalmente reciclables. SOLiD está creando algo más que almacenamiento de energía. Esto está impulsando la independencia energética de Europa, promoviendo una movilidad más limpia y sentando las bases de una economía circular. Esto es una prueba de que el futuro de la electrificación puede ser sólido y sostenible.
Este artículo también se publicará en el número 24 de la revista trimestral.
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