CATL estudia las baterías de litio-aire como foco de investigación a largo plazo.
CATL está considerando las baterías de litio-aire como una opción de investigación a largo plazo. La tecnología promete, en teoría, una densidad energética significativamente mayor que las baterías de litio-ion actuales. Sin embargo, todavía está lejos de ser apta para baterías de vehículos listas para el mercado o de alcanzar un rango de 2,000 km.
SNE Research estima que la cuota de mercado de CATL fuera de China es del 33,7 por ciento.
Imagen: CATL
Wu Kai, científico jefe de CATL, presentó las baterías de litio-aire como un foco de investigación a largo plazo para la empresa en el Foro Equipment Powerhouse 2026. Las tecnologías de iones de sodio y de estado sólido se encuentran en un estadio más avanzado hacia su comercialización en CATL. La atención actual se centra principalmente en el potencial de alcanzar distancias de hasta 2,000 km. La base de tales proyecciones es la muy alta energía específica teórica de la química de litio-aire, de alrededor de 3,505 Wh/kg. Sin embargo, este valor describe el potencial electroquímico de la reacción, no la densidad energética de una batería completa para vehículos.
La diferencia con las celdas convencionales de iones de litio radica en su estructura. Los sistemas de litio-aire utilizan litio metálico como electrodo negativo y oxígeno del entorno circundante como socio en la reacción. Durante la descarga, se forma peróxido de litio en un cátodo poroso; durante la carga, la reacción se invierte y el oxígeno se libera nuevamente.
Dado que el oxígeno no necesita transportarse como material de cátodo tradicional dentro de la batería, esto teóricamente conlleva una energía específica muy alta. Sin embargo, en un sistema de batería real, es necesario añadir electrolito, electrodos, carcasa, sistemas de protección y, sobre todo, componentes para el tratamiento del aire. Los valores teóricos aún más altos, de alrededor de 12,000 Wh/kg, se basan en cálculos que excluyen la masa del oxígeno necesario.
La brecha entre la densidad energética teórica y la de una batería de vehículo lista para su producción es significativa, como lo demuestran los resultados actuales de laboratorio. En 2024, investigadores de la Universidad de Jilin y de la Academia China de Ciencias lograron 757,5 Wh/kg y 241 ciclos de carga con una celda de tipo bolsa de litio-aire en condiciones de laboratorio definidas.
Las baterías de litio-aire de CATL aún enfrentan desafíos
Otro enfoque proviene del Laboratorio Nacional Argonne y del Instituto de Tecnología de Illinois. Una celda de litio-aire de estado sólido presentada en 2023 completó al menos 1.000 ciclos de carga y descarga a temperatura ambiente. Se afirmó que la arquitectura utilizada tenía un potencial teórico de aproximadamente 1.200 Wh/kg. Ambos resultados muestran avances, pero no equivalen a una batería validada para vehículos de producción.
Un desafío fundamental sigue siendo el suministro de aire. La batería necesita oxígeno, mientras que la humedad y el dióxido de carbono deben mantenerse fuera de forma fiable. Ambas sustancias pueden provocar reacciones químicas no deseadas que dañen los electrodos y los electrolitos. Por lo tanto, un vehículo necesitaría un sistema controlado de suministro de aire con filtración y gestión de la humedad. Este equipo periférico, a su vez, aumenta el peso, las necesidades de espacio y el consumo energético. Otros problemas sin resolver o solo parcialmente resueltos incluyen la estabilidad del ciclo, la eficiencia de carga y la estabilidad del ánodo de litio-metal.
También son problemáticos los productos de reacción en el cátodo. El peróxido de litio puede depositarse en los poros, obstaculizando el transporte de oxígeno. Durante la carga, debe eliminarse por completo sin que se produzcan reacciones secundarias que dañen el electrolito o los electrodos.
Solo una alta energía específica no es suficiente para su uso en vehículos eléctricos. La densidad energética volumétrica, la potencia de salida, la capacidad de carga rápida, la seguridad, la vida útil y el peso del sistema en su conjunto también son factores decisivos. Por lo tanto, los 2,000 km que se mencionan con frecuencia no pueden aplicarse actualmente a un vehículo concreto.
CATL está desarrollando al mismo tiempo tecnologías mucho más listas para el mercado. Las baterías de iones de sodio y las celdas de estado sólido se encuentran en una etapa mucho más avanzada en la hoja de ruta de desarrollo de la empresa. Al mismo tiempo, CATL ya es el claro líder del mercado con sistemas de iones de litio establecidos. Según SNE Research, la empresa instaló 143,7 GWh de capacidad de baterías fuera de China en los primeros nueve meses de 2026, logrando una cuota de mercado del 33,7 por ciento.
La tendencia actual hacia el LFP también demuestra cuán rápidamente evoluciona el mercado de baterías con las químicas de celdas ya disponibles. Según SNE Research, la participación del LFP en el mercado fuera de China aumentó del 15,8 al 27,7 por ciento en el transcurso de un año. En particular, los fabricantes chinos se benefician de este desarrollo.
Esta tecnología sigue siendo una opción de investigación a largo plazo para CATL. El hecho de que eventualmente conduzca a vehículos eléctricos con autonomías de cuatro dígitos depende menos de la densidad energética teórica y más de si se pueden resolver los numerosos desafíos químicos y técnicos para crear un sistema de baterías duradero, seguro y asequible.