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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 FOSFATO (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 peso del vehículo y no permite lograr una velocidad mayor a 120 km/h. Sus componentes químicos son: ion-litio con un cátodo de fosfato de hierro-litio que utiliza FePO4.

Sin embargo, estas baterías son más estables, seguras y duraderas. La vida útil es de hasta 3.000 ciclos. No requiere cobalto por lo que su reciclaje es más fácil y amigable con el medio ambiente. No existe el riesgo de incendio por sus componentes químicos.

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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