La revolución que llega: las baterías de sodio ya plantan cara a las NCM y LFP por coste y rendimiento
Las baterías de sodio desarrolladas en China están empezando a alcanzar niveles de calidad y rendimiento muy cercanos a las tecnologías más populares actualmente; su bajo coste las convierten en una alternativa muy prometedora aunque todavía tienen retos importantes por resolver antes de llegar masivamente al coche eléctrico. Pero esos retos están siendo superados a un ritmo más rápido de lo esperado.
No son las más veteranas de las tecnologías que prometen revolucionar el mercado, ni las más glamurosas, pero las baterías de sodio han logrado en pocos años pasar de la irrelevancia a convertirse en una alternativa más barata y sostenible en sectores como el coche eléctrico, y también soluciones de almacenamiento estacionario. Pero hasta ahora siempre habían estado un paso por detrás de las químicas más populares del mercado, como las NCM o las LFP. Sin embargo, un nuevo estudio realizado sobre unas celdas desarrolladas por la empresa china Hina indica que esta tecnología está empezando a alcanzar un nivel mucho más serio de madurez.
Los investigadores han comprobado que estas baterías de sodio no solo ofrecen una calidad de fabricación muy elevada, sino que además logran cifras de rendimiento bastante cercanas a las actuales baterías de litio más avanzadas. Y todo ello con una ventaja importante: el sodio es mucho más abundante y barato que el litio, lo que podría reducir de forma notable los costes de producción y la dependencia de determinadas materias primas.
El trabajo ha sido realizado por un equipo de la Universidad RWTH Aachen de Alemania, que ha analizado un total de 120 celdas de sodio de Hina utilizando diferentes técnicas de medición y pruebas de rendimiento en condiciones reales. Entre ellas, ciclos de trabajo con distintas intensidades de corriente y temperaturas extremas entre -20 y 45 grados.
Uno de los aspectos que más ha sorprendido a los investigadores ha sido la uniformidad de las celdas. Según explican, la variación de impedancia entre las 120 unidades analizadas apenas llega al 5,3%, una cifra muy competitiva y propia de tecnologías mucho más maduras. Además, las baterías mantienen más del 100% de capacidad a tasas de descarga de 4C a 25 grados, mientras que en condiciones de frío extremo siguen ofreciendo más del 80% de energía útil en descarga a -20 grados.
Eso sí, no todo son ventajas. Las pruebas también han dejado claro que la carga rápida en ambientes muy fríos sigue siendo uno de sus puntos débiles. A temperaturas bajo cero, la capacidad durante la carga cae hasta el 56%, algo que obligará a mejorar la gestión térmica o desarrollar nuevas estrategias de funcionamiento antes de que esta tecnología pueda dar el salto masivo al sector del automóvil.
Un diseño inspirado en las baterías más avanzadas del mercado
Otro detalle interesante del estudio es que estas baterías utilizan una arquitectura sin pestañas y un colector de corriente de doble aluminio. Una solución diseñada para reducir resistencias internas y mejorar la distribución de temperatura dentro de la celda, algo fundamental cuando se trabaja con altas potencias.
Los investigadores también descubrieron una distribución poco habitual de cobre dentro del cátodo, separándose espacialmente de otros materiales como el níquel, hierro y manganeso. Un detalle técnico que podría tener implicaciones tanto en el rendimiento como en el envejecimiento de las baterías, aunque todavía necesita más análisis.
La composición química utilizada por Hina se basa en un nuevo diseño denominado NaCu1/9Ni2/9Fe1/3Mn1/3O2, una fórmula que busca mejorar la densidad energética y la estabilidad de funcionamiento. Aun así, los propios investigadores reconocen que el gran objetivo será lograr futuras generaciones libres de níquel y cobre para abaratar todavía más los costes y simplificar la producción.
El gran atractivo de las baterías de sodio sigue estando precisamente ahí: en el precio. El sodio es muchísimo más abundante y fácil de obtener que el litio, por ejemplo España es potencia por sus desaladoras, de donde podremos obtenerlo de forma económica, lo que permitiría reducir la presión sobre la cadena de suministro y disminuir la dependencia de determinados mercados internacionales.
Además, este tipo de baterías parecen especialmente interesantes para aplicaciones donde el coste pesa más que la autonomía máxima. Por ejemplo, sistemas de almacenamiento estacionario, vehículos industriales, comerciales o coches eléctricos urbanos de corto alcance.
De momento, las baterías NCM continúan dominando el segmento de altas prestaciones gracias a su elevada densidad energética, mientras que las LFP se han consolidado como la opción más asequible y resistente. Pero el sodio podría abrir una tercera vía todavía más barata para determinados usos, especialmente si logra mejorar sus cifras de carga rápida y densidad energética.
Y viendo la velocidad a la que está avanzando China en este sector, no sería extraño que en pocos años empezásemos a ver los primeros coches eléctricos con baterías de sodio compitiendo directamente en precio con los modelos más económicos del mercado.
