Las baterías de los vehículos eléctricos están a punto de recibir una actualización muy necesaria

La autonomía ya no es un problema para la mayoría de los coches eléctricos. Pero al igual que con los coches ICE, no es necesariamente el tamaño del tanque de combustible, sino lo fácil que es conseguir el combustible. Con los vehículos eléctricos, el problema no es el tamaño de la batería, sino la velocidad de carga y la duración de la misma. Por suerte, hay algunos nuevos desarrollos que pueden resolver algunos de estos dolores de cabeza de las baterías de los vehículos eléctricos.

Baterías de estado sólido para vehículos eléctricos de Toyota

Una forma sencilla de evitar la ansiedad por la autonomía es hacer que las estaciones de carga rápida (y los cargadores domésticos) sean más frecuentes. Pero eso requiere tiempo y una gran inversión en infraestructuras. E incluso entonces, explica la Universidad de Baterías, las baterías de iones de litio sólo pueden soportar un número determinado de ciclos de carga rápida antes de empezar a degradarse. Sin embargo, Toyota podría tener una solución para esto, según informa Autoblog.

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Las baterías de iones de litio dependen de un electrolito líquido para transportar iones y electrones con el fin de proporcionar energía. Pero este electrolito, explican The Verge y NewAtlas, es inflamable y potencialmente explosivo, sobre todo si la batería es vieja o está dañada. También es corrosivo si se cuida mal, explica el Handbook of Advanced Ceramics.

La respuesta de Toyota es sustituir el líquido de las baterías de los coches eléctricos por un sólido, creando una batería de estado sólido. Una batería de estado sólido para VE, explica Automotive News, sería más ligera y segura que una de iones de litio. También duraría más y se cargaría mucho más rápido. El tiempo de recarga de un vehículo como el Honda E podría bajar de 30 minutos a menos de 15.

Sin embargo, el diseño de estado sólido no es lo único que Toyota está investigando con sus prototipos de baterías para coches eléctricos. El fabricante de automóviles japonés también está invirtiendo en una nueva química de baterías para vehículos eléctricos: el litio-azufre. Las baterías de Li-S son más densas en energía que las de Li-ion, y sus materiales cuestan menos. También evitan el uso de un material extremadamente problemático: el cobalto.

Sin embargo, otras empresas de baterías y de vehículos eléctricos están abordando este problema desde un ángulo diferente.

Sacando el cobalto de las baterías de los coches eléctricos

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Aunque las baterías de iones de litio se construyen en torno al litio, necesitan cobalto y grafito para sus electrodos, informa Chemical & Engineering News. El cobalto es el principal factor detrás de los precios de las baterías de los vehículos eléctricos, informa la NBC, y la demanda está superando a la oferta.

Peor aún, una parte significativa del cobalto del mundo es extraído por mineros terriblemente mal pagados y con exceso de trabajo en la República Democrática del Congo. Y eso incluye a los niños.

Muchos de los principales proveedores de baterías ya han eliminado el cobalto extraído por el trabajo infantil. Tesla y Panasonic, sin embargo, están dando un paso más allá, informa InsideEVs. Panasonic es el principal proveedor de baterías de Tesla, y actualmente produce baterías de níquel-cobalto-aluminio para vehículos, informa TechCrunch. Sin embargo, afirma que utiliza menos del 2% del suministro mundial de cobalto en sus baterías. También afirma que sus baterías estarán libres de cobalto en 2023.

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Tesla también se ha asociado con la empresa china CATL, según informa Reuters, para desarrollar baterías de fosfato de hierro y litio. Las baterías de LFP (‘F’ de ‘Fe’, o hierro) no son tan densas en energía como las de Li-ion, informa Epec Engineered Technologies. Sin embargo, no sólo no utilizan cobalto, sino que son más estables y duraderas. Pero la nueva química puede no ser estrictamente necesaria.

InsideEVs informa que varios científicos de la Universidad de Texas en Austin han desarrollado una batería de iones de litio para coches eléctricos que no utiliza cobalto. Pero sí utiliza metales que ya se encuentran en las baterías de iones de litio: níquel, aluminio y manganeso. La nueva química no tiene menos eficiencia de carga ni durabilidad, informa el Green Car Congress. Y, según el informe publicado en Advanced Materials, tiene «una escalabilidad de síntesis inmediata».

¿Cuándo llegarán estas actualizaciones a los consumidores?

La eliminación del cobalto de las baterías de los vehículos eléctricos tiene otro beneficio potencial: hacer que los vehículos eléctricos sean tan baratos como los coches de combustión interna. Según Forbes, reducir el coste de la batería de un coche eléctrico a 100 dólares/kWh eliminaría prácticamente esa disparidad de precios.

En el momento de escribir este artículo, el coste es de unos 147 dólares/kWh. Dado que el cobalto supone entre el 10% y el 30% del coste de una batería de iones de litio, según informa el Green Car Congress, su eliminación podría reducirlo a unos 110 o 120 dólares. Sin embargo, las baterías de LFP podrían alcanzar teóricamente los 100 dólares/kWh en 2024, según Forbes, y los 61 dólares/kWh en 2030. Pero eso aún requiere que se ponga en marcha una versión comercial. Y lo mismo ocurre con la batería de la Universidad de Texas. Aunque en ese caso, los investigadores que están detrás de ella ya han creado una empresa para comercializarla: TexPower.

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Entonces, ¿dónde encaja la batería de estado sólido para coches eléctricos de Toyota? Por el momento, el fabricante de automóviles está trabajando para superar la tendencia de las baterías de Li-S a deformarse con el tiempo. Además, la fabricación de una batería de Li-S para vehículos eléctricos requiere un entorno de muy baja humedad cuidadosamente controlado. Los primeros prototipos funcionales no saldrán a la luz hasta 2025, como muy pronto. E incluso entonces, el precio tardará unos años en bajar, debido al bajo volumen de producción.

Pero todos estos avances siguen siendo un paso adelante para que los VE sean más asequibles y accesibles para todos.

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