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Baterías

Los vehículos eléctricos utilizan diferentes tipos de baterías, que se distinguen de acuerdo a sus componentes químicos, en la densidad energética, seguridad, capacidad de reciclaje y vida útil (ciclos).

La industria automotriz utiliza baterías de níquel-hierro, níquel-hidruro metálico, ion-litio, litio-polímero, litio hierro fosfato, ZEBRA, aluminio-aire y zinc-aire.

Las baterías de mayor uso en la actualidad son ion-litio y litio-hierro-fosfato por su costo-eficiencia y la densidad energética entre 150 y 250 Wh/kg. También se registra un incremento de vehículos con baterías Níquel-Cobalto-Manganeso (NCM). Las baterías ZEBRA, aluminio-aire y zinc-aire son aún tecnologías del futuro con las que se aspira alcanzar hasta 500 Wh/kg en el 2030.

A mayor densidad energética una batería tiene por kg, menos  materia prima se usa, lo que permite reducir su costo y el peso del vehículo.

Las baterías pierden en el primer año de operación hasta el 10% de su capacidad de almacenamiento. A partir del segundo año, la perdida en la capacidad de almacenamiento es del 1% al 5% anual aproximadamente, dependiendo del tipo de batería y sus componentes químicos.

Ion-Litio

Las baterías de ION-LITIO (LiCoO2) son las más utilizadas por el sector automotriz debido a su alta densidad energética de 200 a 250 Wh/kg. La batería es pequeña con una eficiencia de hasta el 90%. Puede lograr una alta velocidad, no tiene memoria, requiere un bajo nivel de mantenimiento y su costo ha bajado desde el 2010. Un paquete de ION-LITIO costaba en ese entonces 1.160 USD, en el 2018 su precio bajó a 176 USD. La vida útil de estas baterías es de hasta 1.500 ciclos. Los principales componentes son: litio, cobalto y óxido.

Estas baterías tienen la desventaja de un alto costo de producción, fragilidad, se sobrecalientan fácilmente con riesgo de explotar y su nivel de reciclaje es de un 40%, básicamente por el cobalto.

Litio-Hierro-Fosfato

Las baterías de LITIO-HIERRO-FOSFATÓ (LiFePO4) gozan de poca popularidad en el sector automotriz por su menor densidad energética de 100 a 150 Wh/kg. La menor densidad energética significa un mayor tamaño de batería para obtener una autonomía sobre los 300 km. Sus características técnicas aumentan el tamaño del vehicular y no permite lograr una velocidad mayor a 120 km/h. Sus componentes químicos son ION-Litio con un cátodo de fosfato de hierro-lítico que utiliza FePO4.

Sin embargo, estas baterías son más estables, seguras y duraderas. La vida útil es de hasta 3000 ciclos. No requiere cobalto por lo que su reciclaje es más fácil y amigable con el medioambiente. No existe el riesgo de incendio por sus componentes químicos.

Blade Battery

La segunda generación de las baterías de LITIO-HIERRO-FOSFATO fueron desarrolladas por el fabricante BYD, quien las denomina como BLADE BATTERY.

Esta batería funciona por láminas y elimina de esta manera los tradicionales módulos de celdas. Esta innovadora disposición permite un 60% en ahorro de espacio y peso. Su mayor superficie permite, además, tener una mejor disipación del calor con lo que se evita el sobrecalentamiento de las láminas.

La penetración de las celdas con clavos, una de las pruebas más exigentes de la industria, mostró una temperatura estable de 30ºC a 60ºC sin ignición. Las baterías NCM o de LiFePO4 de primera generación en cambio prendieron fuego, disparándose temperaturas de 400ºC a 500ºC.

Si bien es cierto que en comparación la batería tiene una menor densidad energética que una de NCM, también es cierto, que la Blade Battery no libera oxígeno al dañarse, motivo por el que no se incendia, garantizando así la máxima seguridad al usuario del vehículo.

Níquel-Cobalto-Manganeso

Las baterías de NÍQUEL-COBALTO-MANGANESO (NCM) son cada vez más populares en el sector automotriz debido a su alta densidad y capacidad energética a un menor costo en comparación con las baterías de ION-LITIO (LiCoO2). La densidad energética de estas baterías alcanza actualmente hasta 270 Wh/kg. Una gran ventaja de las baterías NCM es el menor uso de cobalto, por lo que su costo disminuye y el reciclaje se vuelve más amigable con el medio ambiente. Existen diferentes tipos de baterías NCM como, por ejemplo: NCM 622, NCM 523 o NCM 811. La codificación numérica indica el porcentaje de los componentes químicos en cada cátodo. Una batería NCM 622 contiene 60% de níquel, 20% de cobalto y 20% de manganeso.

La mayor proporción de níquel en los cátodos genera, sin embargo, un aumento de inestabilidad térmica afectando la vida útil de la batería y la seguridad del vehículo, obligando a los fabricantes a incluir sistemas activos de refrigeración.

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