Cuando hablamos de vehículos eléctricos también lo hacemos de uno de sus componentes más importantes: las baterías. Su rendimiento es fundamental y sus aplicaciones cada vez mayores, puesto que las marcas apuestas por la electrificación de sus gamas decididamente, ya sea en forma de híbridos convencionales, enchufables, mild-hybrid o 100% eléctricos.
En constante evolución
El objetivo de los fabricantes es ofrecer unas baterías que no solo presenten la mayor densidad energética posible, sino que también tengan en cuentan aspectos como la seguridad, el peso y la sostenibilidad. El ion-litio es la tecnología con mayor presencia en el mercado, aunque poco a poco se van descubriendo diferentes soluciones que ayudan a la hora de que los coches eléctricos sean más eficientes. Vamos con las claves de esa evolución de las baterías que va a marcar el futuro más inmediato del coche eléctrico.
1.- Composición: Las baterías que vemos en los vehículos eléctricos se reducen a miles de celdas de iones de litio agrupadas por módulos. La energía eléctrica necesaria para hacer mover el automóvil se obtiene de una reacción química producida entre el cátodo y el ánodo, que ejercen de polo positivo y negativo, respectivamente. Entre ellos se sitúa un separador poroso y un electrolito. El cátodo suele estar compuesto por una mezcla de níquel, manganeso y cobalto, mientras que el ánodo recurre a los polvos de grafito.
2.- Emisiones durante el ciclo de vida: Las marcas están adaptando sus factorías para disminuir los niveles de CO2 emitidos, al mismo tiempo que tratan de incorporar las materias primas recicladas al ciclo de producción. Todo ello hará que las emisiones durante el ciclo de vida de un vehículo que funciona con baterías sean menores con respecto a sus homólogos de combustión, siendo actualmente de un 40% inferiores si se compara con los gasolina y de un 30% con los diésel, tal y como asegura Andreas Hintennach, director de investigación de celdas de batería en Daimler.
3.- Sostenibilidad, seguridad y flexibilidad: Algunas compañías ya están trabajando para que la electricidad necesaria para el desarrollo de las celdas de baterías provenga únicamente de energías renovables, además de minimizar la necesidad de recursos naturales. Con respecto a la seguridad, existen algunos materiales que proporcionarían una mayor capacidad energética pero que supondrían un riesgo, por lo que se termina desechando su aplicación. Tampoco se pierde de vista la flexibilidad ya que dentro de una misma marca se pueden encontrar automóviles eléctricos, híbridos convencionales y enchufables, así como con tecnología mild-hybrid.
4.- Densidad energética: Como decíamos anteriormente, el ánodo suele estar formado por polvos de grafito. La tecnología de baterías está evolucionando para sustituir este material por el silicio, lo que permitirá aumentar la densidad energética de las celdas en aproximadamente un 20 o un 25%. Esto se debe principalmente a que con su presencia se podrán utilizar otro tipo de materiales en el cátodo que no son compatibles con el grafito que se usa actualmente, tal y como comenta Hintennach.
5.- Tecnologías futuras: De cara al futuro el manganeso puede cobrar un papel importante ya que es una materia prima más ecológica y más fácil de manipular que el litio. Otras alternativas son las baterías de litio/azufre o de magnesio/azufre, sin olvidar la de estado sólido, aunque esta última tecnología presenta una densidad de energía menor, lo que la hace relativamente grande y lenta de cargar. Su lado positivo es que tiene un ciclo de vida muy largo y no incluye cobalto, níquel o manganeso.
Tampoco podemos obviar las baterías de litio-aire, cuyo concepto —químicamente hablando— es muy similar al que tiene la pila de combustible, que destacarían por su elevada densidad de energía. Con respecto a las orgánicas, la principal ventaja es que prescinden de materiales tóxicos, caros y raros, como los metales, de manera que la movilidad eléctrica es independiente de los recursos fósiles.
Daimler ya ha utilizado una batería de este último tipo en el Mercedes Vision AVTR. Con el empleo del grafeno se obtienen varias ventajas pues, según Hintennach, ofrece "la posibilidad de reciclar el 100% a través del compostaje debido a la materialidad, además de una densidad de energía exponencialmente alta y su excepcional capacidad de carga rápida". No obstante, esta tecnología aún necesita madurar ya que "todavía se necesitarán varios años hasta que pueda instalarse en los vehículos Mercedes", asegura el experto en baterías de la compañía alemana.
Especialista en temas de motor y tecnología. Apasionado de la mecánica y las cuatro ruedas desde niño, ahora trato de transmitir mis experiencias a todo aquel que disfrute con el olor a gasolina, la velocidad, el placer de conducir, el diseño y el sonido de esos motores que nos ponen los pelos de punta
