Con el auge de la industria china de robots humanoides, la tecnología de las baterías se ha convertido en un factor limitante en su rendimiento, lo que ha impulsado a algunas empresas tecnológicas a desarrollar baterías más avanzadas adaptadas a las necesidades robóticas.

Los robots humanoides se están adentrando en diversas áreas de nuestra vida, desde el transporte de piezas en fábricas y la participación en maratones hasta el fútbol e incluso el boxeo en el ring.

Sin embargo, con una autonomía actual de tan solo unas dos horas, los robots humanoides se quedan muy cortos para satisfacer las demandas de tareas futuras más complejas.

Según el Instituto de Física de la Academia China de Ciencias, el consumo de energía de los robots proviene principalmente del movimiento mecánico, especialmente la elevación vertical y los movimientos de aceleración rápida.

Por ejemplo, cuando un robot realiza una voltereta hacia atrás, puede parecer que no requiere esfuerzo, pero en realidad requiere un rendimiento de batería excepcionalmente alto. La tasa de descarga instantánea requerida puede superar en 100 veces la de las baterías convencionales en el uso diario.

Una tasa de descarga insuficiente afecta el rendimiento del robot, mientras que una batería pesada reduce su flexibilidad y una baja capacidad limita su uso práctico. Estos problemas se han convertido en desafíos importantes para las empresas de robótica.

EngineAI Robotics Technology Co., Ltd., ubicada en Shenzhen, el centro tecnológico del sur de China, lanzó un impresionante video de baile robótico en marzo de este año. En el video, el robot PM01 de la compañía realizó a la perfección la Danza del Hacha de la película clásica «Kung Fu» de Stephen Chow, capturando la esencia del baile con una precisión notable.

Zhang Nan, ingeniero de hardware de EngineAI, afirmó que las baterías ternarias de litio se utilizan ampliamente en robots humanoides, y varios productos existentes de robots de EngineAI también están equipados con estas baterías.

Sin embargo, estas baterías de litio tienen un bajo rendimiento en cuanto a estabilidad térmica. Con el desarrollo de robots humanoides, las baterías de estado sólido con mayor densidad energética, menor tamaño y mayor seguridad podrían ser el futuro. «EngineAI está actualmente en contacto con fabricantes de baterías de estado sólido para realizar investigaciones preliminares», afirmó Zhang.

X Square Robot también se enfrenta a retos similares. Wang Qian, fundador de la empresa, explicó que el objetivo es que los robots se encarguen de tareas físicas sencillas y tediosas, desde el ensamblaje electrónico en fábricas y el servicio de restaurantes hasta las tareas domésticas cotidianas, convirtiendo a los robots de uso general en una parte indispensable de la vida de las personas.

Las baterías que utiliza actualmente X Square Robot incluyen baterías ternarias de litio y baterías de fosfato de hierro y litio. Su problema común es la baja densidad energética, que afecta a la resistencia general de los robots. Para que los robots puedan acceder a los hogares y a otros escenarios de aplicación futuros con altos niveles de actividad, necesitan baterías con mayor densidad energética y, sobre todo, máxima seguridad, explicó Wang.

El informe de trabajo del gobierno de este año describió los planes para desarrollar industrias futuras como la inteligencia incorporada, destacando el sector de la robótica humanoides como un enfoque clave. Según el Instituto Chino de Electrónica, para 2030, se espera que el tamaño del mercado de robots humanoides de China alcance unos 870 mil millones de yuanes (unos 121 mil millones de dólares).

La rápida respuesta ha provenido de las empresas tecnológicas, que se están convirtiendo en el motor de la innovación en el país. Algunos fabricantes de baterías han reconocido esta demanda emergente y ya se han asociado con empresas de robótica humanoides para la investigación y el desarrollo.

Por ejemplo, en junio, el gigante de las baterías CATL invirtió en Galbot, con sede en Beijing, con el objetivo de desarrollar baterías para robots humanoides e introducir robots en sus líneas de producción para lograr la automatización de la producción en fábrica.

BTR New Material Group, proveedor de baterías con sede en Shenzhen, lanzó en mayo las baterías semisólidas FLEX y de estado sólido GUARD, diseñadas específicamente para robots humanoides. La empresa ha logrado un equilibrio entre alto rendimiento y diseño ligero mediante dos estrategias principales: innovación de materiales y optimización estructural.

Por ejemplo, los cátodos ternarios de alto contenido de níquel de la serie FLEX utilizan tecnología de recubrimiento in situ a nivel molecular, lo que permite aumentar eficazmente la densidad energética. La serie GUARD utiliza un cátodo a base de manganeso rico en litio y un diseño de ánodo de litio metálico, lo que aumenta significativamente la densidad energética de cada celda.

Según Li Zikun, director del instituto de investigación de la compañía, las baterías ternarias de litio convencionales presentan deficiencias en términos de densidad energética, seguridad, estabilidad y rendimiento de descarga a alta velocidad para robots humanoides. Las baterías de estado sólido pueden satisfacer mejor estas necesidades.

Li cree que las baterías para los futuros robots humanoides deben cumplir tres requisitos clave: un equilibrio entre alta densidad energética y seguridad, una carga y descarga rápidas optimizadas, y estabilidad y fiabilidad en condiciones de trabajo especiales.

La batería de estado sólido elimina el riesgo de fugas e incendios asociados con los electrolitos líquidos tradicionales, lo que proporciona una garantía de seguridad para su uso en condiciones extremas, afirmó.

Estos diseños de alta densidad de energía no solo pueden satisfacer las necesidades de larga resistencia de los robots humanoides, sino que también son particularmente adecuados para aumentar la carga útil en escenarios de aplicaciones especiales como el aeroespacial, agregó Li.