Cinco tecnologías de baterías para vehículos eléctricos que prometen mucho en la próxima década.

Abundan las afirmaciones sobre supuestos avances en baterías, pero pocas tecnologías han salido del laboratorio para incorporarse a los vehículos eléctricos. Expertos como Pranav Jaswani de IDTechEx y Evelina Stoikou de BloombergNEF explicaron a Wired que pequeñas mejoras bien implementadas pueden marcar una gran diferencia, pero que a menudo tardan años en materializarse debido a los requisitos de seguridad, la validación de la fabricación y la viabilidad financiera.

Las baterías de iones de litio siguen siendo la columna vertebral de la era de los vehículos eléctricos.

Los grandes avances logrados hasta ahora giran en torno a las baterías de iones de litio. «La tecnología de iones de litio está muy consolidada», afirma Evelina Stoikou; la magnitud de la inversión y la cadena de suministro existente dificultan que otras tecnologías químicas la alcancen en la próxima década. Aun así, un solo cambio en la composición o el proceso podría añadir unos 80 kilómetros de autonomía o reducir los costes de fabricación lo suficiente como para abaratar el precio de un coche, explica Pranav Jaswani.

5 pasos que pueden marcar la diferencia

LFP: Reducir costes, mantener la estabilidad

¿Por qué es importante?: Las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) utilizan hierro y fosfato en lugar de níquel y cobalto, metales costosos y difíciles de extraer. Las baterías LFP son más estables y se degradan más lentamente a lo largo de muchos ciclos de carga y descarga.

Beneficio potencial: Menores costes de baterías y precios de los vehículos, algo especialmente importante ahora que los vehículos eléctricos compiten con los de gasolina. La tecnología LFP ya es popular en China y se espera que se extienda a Europa y Estados Unidos en los próximos años.

Desafíos: Menor densidad energética, menor autonomía por batería que otras opciones.

Alto contenido de níquel en NMC: Mayor variedad, menos cobalto

¿Por qué es importante?: Aumentar el contenido de níquel en las baterías de litio-níquel-manganeso-cobalto incrementa la densidad energética y el alcance sin aumentar el tamaño ni el peso. Además, permite reducir el uso de cobalto, un metal costoso y objeto de controversia ética.

Desafíos: Menor estabilidad, mayor riesgo de fisuras o explosiones, requiere un diseño y control térmico más rigurosos, lo que incrementa los costos. Más adecuado para vehículos eléctricos de alta gama.

Proceso de electrodo seco: Minimizar disolventes, aumentar la eficiencia de producción

¿Por qué es importante? En lugar de mezclar materiales con disolventes y luego secarlos, la tecnología de electrodos secos mezcla polvos secos antes del recubrimiento y laminado. Al reducir el uso de disolventes, se minimizan los riesgos ambientales, sanitarios y de seguridad; la eliminación del paso de secado puede reducir el tiempo de producción, aumentar la eficiencia y disminuir el espacio necesario para la fabricación, lo que a su vez reduce los costos.

Estado del despliegue: Tesla ha solicitado el ánodo; LG y Samsung SGI están probando la línea.

Desafío: El procesamiento de polvos secos es técnicamente complejo y requiere un ajuste preciso para estabilizar la producción en masa.

De celda a paquete: Aproveche el volumen, añada unos 80 km

¿Por qué es importante? Al omitir los módulos y colocar las celdas directamente en la batería, se pueden integrar más celdas en el mismo espacio. Según Pranav Jaswani, esta tecnología puede aumentar la autonomía en unos 80 km y mejorar la velocidad máxima, además de reducir los costos de fabricación. Tesla, BYD y CATL ya la utilizan.

Desafíos: Controlar la inestabilidad térmica y la resistencia estructural es más difícil sin módulos; reemplazar las celdas defectuosas se complica, llegando incluso a requerir la apertura o el reemplazo de todo el clúster.

Ánodo de silicio: Alta densidad energética, carga rápida de 6 a 10 minutos

¿Por qué es importante? Añadir silicio a un ánodo de grafito aumenta la capacidad de almacenamiento (mayor autonomía) y acelera la carga, pudiendo alcanzar una carga completa en tan solo 6-10 minutos. Tesla ya ha incorporado silicio a sus ánodos; Mercedes-Benz y General Motors afirman estar cada vez más cerca de la producción en masa.

Desafío: El silicio se expande y contrae cíclicamente, lo que provoca tensiones mecánicas y fisuras, degradando su capacidad con el tiempo. Esto es común en baterías pequeñas como las de teléfonos o motocicletas.

Tecnología	Beneficios clave	Desafío	Estado
LFP	Bajo costo, estable, degradación lenta	Baja densidad energética	Popular en China; se espera que aumente en la UE y EE. UU.
Alto contenido de níquel (NMC)	Aumentar la densidad, reducir el cobalto	Control térmico menos estable y de alto coste.	Adecuado para coches de alta gama
electrodo seco	Reducir los disolventes, aumentar la eficiencia, disminuir los costos	Desafíos técnicos en el manejo de polvos secos	Tesla (ánodo); LG, Samsung SGI probado
De la celda al paquete	Aumenta la autonomía en unos 80 km y reduce el coste.	Control de calor, difícil de reparar	Aplicaciones de Tesla, BYD y CATL
ánodo de silicio	Mayor autonomía, carga rápida de 6 a 10 minutos	La expansión provoca fisuras y pérdida de capacidad.	Acercándonos a la producción en masa

Tecnologías prometedoras, pero aún lejos del mercado

Ion de sodio: Fácil de encontrar, económico, termoestable

¿Por qué es importante? El sodio es barato, abundante y más fácil de procesar que el litio, lo que reduce los costos de la cadena de suministro. Las baterías de iones de sodio parecen ser más estables y funcionan bien en temperaturas extremas. CATL afirma que comenzará la producción en masa el próximo año, y estas baterías podrían representar hasta el 40 % del mercado chino de automóviles de pasajeros .

Desafíos: Los iones de sodio son más pesados, tienen menor densidad energética y se adaptan mejor al almacenamiento estacionario. La tecnología está en sus inicios, con pocos proveedores y pocos procesos probados.

Baterías de estado sólido: Alta densidad, más seguras pero difíciles de fabricar

¿Por qué es importante? La sustitución de los electrolitos líquidos/de gel por electrolitos sólidos promete una mayor densidad, una carga más rápida, una vida útil más larga y un menor riesgo de fugas. Toyota afirma que lanzará un coche con baterías de estado sólido en 2027 o 2028. BloombergNEF predice que, para 2035, las baterías de estado sólido representarán el 10 % de la producción de vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía.

Desafíos: Algunos electrolitos sólidos tienen un rendimiento deficiente a bajas temperaturas; la fabricación requiere nuevos equipos; es difícil crear capas de electrolito sin defectos; falta consenso en la industria sobre la selección de electrolitos, lo que dificulta la cadena de suministro.

Una idea extraordinaria, pero difícil de popularizar.

Carga inalámbrica: Máxima comodidad, sin barreras económicas

Por qué es importante: Algunos fabricantes afirman que el aparcamiento y la carga sin necesidad de enchufar estarán disponibles próximamente; Porsche está mostrando un prototipo con planes de lanzar una versión comercial el próximo año.

Desafíos: Según Pranav Jaswani, la carga por cable es ahora eficiente y mucho más económica de instalar. La carga inalámbrica podría aparecer en algunos casos específicos, como autobuses que se cargan durante sus rutas mientras están estacionados en estaciones, pero es poco probable que se convierta en una opción generalizada.

Conclusión: Las expectativas están bien fundadas, pero la evolución requiere tiempo.

Las tecnologías de baterías más prometedoras en la actualidad se centran principalmente en optimizaciones dentro del sistema de iones de litio: LFP para reducir costes, alto contenido de níquel para aumentar la densidad, electrodos secos y la tecnología Cell-to-Pack para reducir costes de fabricación, y ánodos de silicio para aumentar la velocidad de carga. Por otro lado, las baterías de iones de sodio y de estado sólido tienen potencial a largo plazo, pero presentan numerosos obstáculos de producción. Como recalcan los expertos, incluso pequeños cambios pueden tardar hasta 10 años en implementarse en los vehículos eléctricos, y solo las mejoras que cumplan con las normas de seguridad y las consideraciones económicas tendrán la oportunidad de llegar al mercado.

Fuente: https://baonghean.vn/5-cong-nghe-pin-xe-dien-dang-ky-vong-trong-thap-ky-toi-10310384.html