El avance de los coches eléctricos está impulsado por las mejoras en las baterías. De hecho, la autonomía de los vehículos eléctricos es la principal objeción de muchos compradores potenciales. Por eso, este sector está en constante desarrollo, buscando materiales que permitan aumentar cada vez más las prestaciones.
Las baterías utilizan materiales como el litio, cobalto, níquel, aluminio y cobre. El litio es el material principal en las baterías de iones de litio. Aun así, como vamos a ver a continuación, hay varios tipos de baterías de litio, cada una con sus propias ventajas e inconvenientes.
Materiales para baterías de coches eléctricos
Las baterías desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento de los coches eléctricos, y su desarrollo continuo busca mejorar la eficiencia y rendimiento de estos vehículos. La conductividad y capacidad energética varía considerablemente de un material a otro. Depende incluso de la temperatura del ambiente. De ahí que son de vital importancia para la evolución y expansión del sector.
Litio: el material principal en las baterías de iones de litio
El litio es el componente principal en las baterías de iones de litio, y es el encargado de almacenar energía mediante los electrodos.
Actualmente podemos encontrar baterías de iones de litio LiCoO2, que tienen un ciclo de vida de entre 400 y 1200 cargas y no necesitan mantenimiento. Su alta densidad energética, de entre 100 y 250 Wh/kg, aporta mucha autonomía a los vehículos eléctricos. Además, no ocupan mucho espacio y pesan poco. El lado negativo es que son bastante frágiles e inestables y requiere que el espacio donde se van a colocar esté bastante protegido.
Otra batería de iones de litio presente en los vehículos eléctricos es la que tiene el cátodo de LiFePO4. Su principal ventaja es que no tienen cobalto, por lo que son más estables. Tienen un ciclo de vida mayor (en torno a las 2000 cargas), pero una densidad energética menor (entre 90 y 100 Wh/kg).
Por último, tenemos las baterías de polímero de litio (LiPo), que tienen una gran densidad energética (300 Wh/kg), es decir, son las más duraderas del mercado actualmente. Sin embargo, también son las más caras y las que tienen un ciclo de vida menor.
Cobalto: su uso en el cátodo de la batería y alternativas éticas
El cobalto está presente en el cátodo de la batería, lo que contribuye a mejorar la eficiencia energética de los coches eléctricos. Sin embargo, el proceso de extracción de cobalto plantea problemas éticos debido a las condiciones de trabajo en las minas. Por esta razón, se están buscando alternativas éticas y sostenibles para reemplazar o reducir la dependencia del cobalto en las baterías, como en el caso de la batería de iones de litio con cátodo LiFePO4.
Níquel: el más usado
El níquel es otro material con el que se fabrican cátodos de las baterías de coches eléctricos. Sin embargo, su extracción y producción también tienen un impacto significativo en el medioambiente. Por esta razón, se está trabajando en minimizar su uso o buscar alternativas como el azufre. El objetivo es reducir el impacto ambiental de las baterías sin comprometer su rendimiento y capacidad de almacenamiento de energía.
Las baterías de níquel-cadmio todavía se utilizan de manera habitual en la industria. Tienen un ciclo de vida de entre 1500 y 2000 cargas y una densidad de energética de 40-60 Wh/kg. También es común encontrar, especialmente en vehículos híbridos, las baterías de níquel-hidruro metálico, que tienen un ciclo de vida muy limitado (300-500 ciclos) a cambio de ganas en densidad energética (30-80 Wh/kg). Esta alternativa es menos contaminante, pero aun así, continúa siendo peor que la alternativa de iones de litio.
Aluminio y cobre: su función en las celdas generadoras
El aluminio se utiliza para contener las celdas generadoras de las baterías, proporcionando un soporte estructural y protección. Por otro lado, el cobre sirve como conductor de los electrones, permitiendo el flujo de energía dentro de las celdas. Estos materiales desempeñan un papel esencial en el funcionamiento y rendimiento de las baterías de coches eléctricos.
Manganeso: un innovador añadido
Los coches de última generación están empezando a usar manganeso. Este material ayuda a cuidar la batería y a medir el potencial cuando está totalmente cargado.
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