¿Cómo es la batería de un coche eléctrico? Estas son las diferentes químicas que impulsan el vehículo
Tanto que hablamos de baterías en los coches eléctricos y de sus químicas, hacemos un repaso de las diferentes opciones que hay, ha habido y habrá en el futuro de la industria. No son pocas, así que toma nota.
Cuando nos referimos a las baterías de los coches eléctricos de nueva generación, en su gran mayoría estamos hablando de baterías de iones de litio. Son el estándar actual en la automoción, si bien hay tantos avances tecnológicos en el sector que ya se empiezan a vislumbrar alternativas o variaciones importantes. A botepronto, las dos más recurrentes en los últimos tiempos son las baterías de iones de sodio o las de estado sólido.
Estas dos, las de litio y muchas otras entran dentro de este recopilatorio que queremos hacer para asentar los principales conceptos, características y detalles de las diferentes químicas que nos encontramos en las baterías actuales. Porque no, no existe una solución única: al igual que ha sucedido con las diferentes opciones con los motores de combustión a lo largo de la historia, las marcas escogen una u otra batería en función de los costes, su autonomía, su rendimiento…
Analizamos cuáles son las baterías más habituales en los coches eléctricos si miramos directamente a su química. Es decir, todo lo que tiene que ver con las reacciones electroquímicas que convierten la energía química en eléctrica, usando dos electrodos (ánodo y cátodo) sumergidos en un electrolito.
Baterías de plomo ácido
Son el tipo de batería recargable más antiguo que todavía se sigue usando. La conocerás sobre todo porque la batería de 12 voltios de tu coche, el que todavía tiene motor de combustión (y eléctrico), es y ha sido durante mucho tiempo de plomo ácido. Son baterías fiables, económicas, fáciles de reciclar, aunque sin mucha densidad energética como las de iones de litio y son pesadas. En su día, llegó a impulsar incluso algún coche eléctrico de primera generación, el General Motors EV1.
Baterías de níquel, manganeso y cobalto (NMC)
Una de las tecnologías protagonistas en la actualidad, junto a las LFP. Cuentan con una gran densidad energética, lo que le permite ofrecer altas cifras de autonomía. Sus métodos de fabricación y suministro están plenamente asentados, sobre todo fuera de China, y son usadas por prácticamente todas las marcas. Su mayor coste, menor autonomía en climas fríos y la menor estabilidad térmica están haciendo que las LFP le roben protagonismo en los últimos años.
Baterías de níquel, cobalto, aluminio (NCA)
Respecto a las NCM, sustituyen el manganeso, más costoso, por el aluminio, aportando más estabilidad y menos degradación al cátodo. Son baterías con una alta densidad energética, aunque siguen siendo caras y necesitan complejos sistemas de refrigeración. Seguro que las reconocerás gracias a que Tesla lleva años usando esta química de la mano de su socio Panasonic. Hay incluso fabricantes que mezclan ambas materias primas, creando una química NCMA.
Baterías de litio-ferrofosfato (LFP)
La batería estrella en los últimos años, especialmente en China (y poco a poco también entre los fabricantes europeos), gracias a que son baterías más baratas de producir, más seguras y con una vida útil más larga. A cambio, eso sí, ofrecen una menor densidad energética (menos autonomías), aunque los últimos avances empiezan a reducir la brecha en este sentido con las NCM. Son baterías además más respetuosas, ya que sustituyen a materias primas más costosas y polémicas, medioambientalmente hablando, como el niquel, el cobalto y el manganeso.
Baterías LMFP y LMR
Tomando como base una batería LFP, con las baterías LMFP se aumenta su autonomía y su rendimiento gracias al añadido del manganeso. No son tan habituales, pero ya hay marcas chinas como Gotion (se habla también de CATL) que trabaja con estas, anunciando autonomías de 1.000 kilómetros. En cambio, las LMR es una propuesta más occidental en la que se reducir el uso del níquel y el cobalto, en favor del manganeso, una materia no tan dependiente de China. General Motors y Ford trabajan en estas baterías, que prometen tener autonomías como las NMC, pero a coste de LFP.
Baterías de hidruro metálico de níquel (NiMH)
Fueron las predecesoras a las modernas de litio, y son especialmente usadas en vehículos híbridos, siendo Toyota uno de sus principales valedores (aunque poco a poco empiezan a introducir las de iones de litio). Son baterías duraderas y funcionan en un gran rango de temperaturas, pero son también pesadas y penalizan en el apartado de densidad energética.
Baterías de litio y manganeso (LMO)
Algunos de los primeros coches eléctricos en sus primeras versiones, como Nissan LEAF o Chevrolet Volt, usaron estas baterías que están en desuso. Estas utilizan el manganeso como base para el cátodo, lo que las hace más estables térmicamente hablando. Sin embargo, y aunque ofrecen una alta potencia, se degradan más rápido y ofrecen una peor densidad energética.
Batería de iones de sodio
Se hablaba de estas baterías como baterías de futuro, pero CATL, fabricante número uno a nivel mundial, asegura que ya en 2026 se empezarán a ver de forma masiva. Es una alternativa a las opciones LFP, pero en lugar de usar iones de litio, se usan iones de sodio. Un material 1.000 veces más abundante en la corteza terrestre respecto al litio. Eso sí, ofrece una menor densidad energética, pero a cambio ofrecen un excelente rendimiento en situaciones de clima extremo, especialmente con mucho frío.
Baterías de estado sólido
El futuro de las baterías se escribe con estas palabras: sustituyen el electrolito líquido por uno sólido, que puede ser cerámico, de sulfuro o polimérico. Se esperaba su llegada para la próxima década, pero las prisas y rápidos avances que llegan sobre todo desde China invitan a pensar que llegarán antes, aunque dudamos que lo hagan a gran escala. Ofrecerán unas amplias autonomías eléctricas, cargas más rápidas y seguras, más longevas… pero por el momento son difíciles de llevar a la producción en masa, sobre todo por sus elevados costes. Por el momento, la opción intermedia de las baterías semisólidas debería ser algo más realista de aquí al 2030.
Otras opciones en estudio
Muchos investigadores trabajan en sustituir los materiales de ánodos y cátodos para dar vida a nuevos tipos de baterías. Nos habrás leído mucho sobre el cambio del ánodo de grafito tradicional por otro mejorado, como el grafito o el silicio sintético producidos en laboratorio. El litio-metal, por su parte, es otra de las opciones que se siguen estudiando en laboratorio, con la esperanza de ofrecer la mayor densidad energética posible, pero con dificultades por el momento para su desarrollo y escalabilidad, debido sobre todo a la creación de dendritas que dañan la batería.
Fuente | InsideEVs
