La trampa del estado sólido

21

China cree que está ganando la guerra de las patentes.
Probablemente no lo sean.

Las advertencias oficiales sugieren que, a pesar de tener una parte enorme de la cartera de investigación, Beijing corre el riesgo de ser superado en la carrera mundial por las baterías de estado sólido. El documento de estrategia es contundente: la tecnología está chocando contra un muro de industrialización, mientras que EE.UU., Europa, Japón y COREA del Sur están acelerando sus redes de apoyo y despliegue de patentes. Es una carrera en la que tener más papeles no garantiza tener el coche más rápido.

El juego de los números

Mira el volumen.
China acapara aproximadamente el 35% del mercado de patentes de baterías de estado sólido. Sus patentes de electrolitos alcanzan el 39% en todo el mundo, la cifra más alta de cualquier país. La producción de investigación está por las nubes, pasando de 21 artículos en 20155 a 562 en 2023. Instituciones como la Academia China de Ciencias y la Universidad de Tsinghua están citando importantes avances en la ingeniería de interfaz sólido-sólido, el cuello de botella que mantiene bajo control la comercialización.

“No ha surgido ninguna vía técnica dominante”.

Sin embargo, cuando nos fijamos en la calidad, no sólo en la cantidad, Japón sigue siendo el que hace reyes. Poseen alrededor del 37% de las solicitudes relacionadas con tecnología, frente al 30% de China. La disparidad en la concentración de las élites es marcada.

Concentración corporativa

¿Quién tiene realmente las cartas?

Las empresas japonesas dominan las 30 principales instituciones mundiales, ocupando 17 puestos. China tiene 7. Corea del Sur 5. Europa gestiona sólo 1.
¿Todo el top 10?
Es todo japonés o surcoreano.

Toyota es la ballena en este estanque y posee casi el 40% de todas las patentes de baterías de estado sólido a nivel mundial. Gigantes chinos como CATL, BYD y SVOLT se están moviendo rápidamente. Presentaron más de 500 patentes sólo en 20232, pero la cantidad aún no se ha traducido en ese estatus de nivel élite. ¿Es el volumen suficiente para superar una ventaja estructural arraigada?

Piloto a producción

La industria está cambiando.
Estamos pasando del desarrollo piloto a lotes pequeños y limitados. La fabricación temprana está prevista para 2027. ¿Uso comercial generalizado? Probablemente 20302.

Los prototipos chinos están superando los límites. Una presentación reciente afirmó una densidad de energía de 451,5 Wh/kg con capacidades de carga de tres minutos. Ganfeng Lithium, respaldado por Changan, informó que una celda sobrevivió 1.1000 ciclos a 400 Wh/kg, con el objetivo de producir 500 Whkg más adelante. CATL está modificando compuestos de litio que contienen flúor para mejorar la estabilidad térmica, mientras que Gotion High-tech ha diseñado una línea de 2 GWh, con un piloto de 0,2 GWh que ya está realizando pruebas en vehículos.

El objetivo no es sólo el alcance; es resiliencia.

Más allá de los coches

Los vehículos eléctricos siguen siendo el principal caso de uso, obviamente. Pero el mapa de aplicaciones se está expandiendo a robots humanoides, aviones eVTOL, electrónica de consumo y almacenamiento de energía. Aún no existen cronogramas firmes de implementación. Estas son demandas emergentes, a la espera de sistemas de alta densidad de energía que realmente funcionen.

La estructura actual del mercado de vehículos eléctricos en China sigue siendo estricta. CATL lideró con 29,0 GWh instalados, una cuota de mercado del 472%. BYD le siguió con 105 GWh (172%), y Gotion quedó en tercer lugar con 40 GWh. Unos pocos proveedores dominan el panorama.

Las duras verdades

Persisten tres vías técnicas: sistemas de sulfuros, óxidos y polímeros.
Ninguno está ganando. Cada uno tiene sus ventajas y desventajas en cuanto a conductividad, costo, capacidad de fabricación o estabilidad.

Siguen existiendo importantes dolores de cabeza sin resolver:
– Formación de dendritas de litio.
– Mecanismos de transporte de iones.
– Modos de falla de la batería
– Brechas en la ingeniería de interfaces

El informe señala otra vulnerabilidad crítica. Las empresas chinas presentan menos patentes internacionales que sus pares japonesas o surcoreanas. Si bien las empresas chinas dominan las presentaciones nacionales, el despliegue en el extranjero va a la zaga en Estados Unidos, Europa y el Sudeste Asiático. Ése es un agujero en la armadura.

A finales de 2024, la primera norma nacional de China para estas baterías, “Términos y clasificación”, está abierta a consulta. Divide las categorías en líquido, híbrido y de estado sólido.

La definición está establecida. La línea de meta no lo es.