Los tipos de batería para los coches eléctricos

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A la hora de valorar una batería para un vehículo eléctrico, hay que tener siempre en cuenta los siguientes parámetros principales:

• Ciclo de vida: son los ciclos máximos de carga y descarga que aguanta la batería hasta tener que sustituirla. A más ciclos mayor duración de la batería.
• Coste: la influencia del precio de los vehículos.
• Densidad energética: es la energía que puede suministrar por cada kg, se mide en Wh/kg y a mayor densidad mayor autonomía del coche eléctrico.
• Eficiencia: se mide en % y es el auténtico rendimiento de la batería, es decir la energía que realmente aprovecha.
• Potencia: es la capacidad de proporcionar potencia (amperaje máximo), se mide en W/kg, y a más potencia mejores prestaciones.

A continuación, detallamos los diferentes tipos de batería para coche eléctrico que se usan actualmente:

Batería de plomo-ácido

Es la más antigua de todas ya que se inventó en el siglo XIX y sigue viva sin apenas modificaciones, aunque no es la ideal para vehículos eléctricos.

Especificaciones:

• Bajo coste, ideales para las funciones de arranque, iluminación o soporte eléctrico.
• Se utiliza como acumuladores en vehículos de pequeño tamaño.
• Peso excesivo.
• Toxicidad de plomo.
• Lenta recarga.
• Ofrecen entre 6 y 12 voltios.
• Pueden ofrecer hasta 100 km de autonomía en mecánicas híbridas.
• Vida muy limitada con 500 a 800 ciclos de carga y descarga.
• Densidad energética muy reducida.
• Requiere mantenimiento periódico.

Batería níquel-cadmio

El alto coste de sus componentes hace que no sea la solución mayoritaria en la fabricación de vehículos eléctricos, por lo que se orienta más a aviones, vehículos militares y helicópteros, por su gran rendimiento a bajas temperaturas. Se utiliza únicamente en vehículos electrificados.

Especificaciones:

• Poseen efecto memoria, por lo que su capacidad se ve reducida con cada recarga.
• Vida útil notable, con 500 a 2.000 ciclos de carga y descarga.
• Densidad energética limitada.
• Requiere de ciertos cuidados y mantenimiento.
• Precio bastante elevado.
• Las altas temperaturas hacen que se degraden de forma precipitada.
• Bastante contaminantes.
• Capacidades técnicas limitadas.

Batería níquel-hierro

Patentada en 1903 y desarrollada por Thomas Edison, actualmente se montan solo en vehículos de escasa potencia y eficiencia, aunque tienen una densidad energética similar a la de plomo-acido.

Batería níquel-hidruro metálico

Similar a la de níquel-cadmio, pero con mejor capacidad y menor agresión al medio ambiente, por lo que goza de buena aceptación entre los vehículos híbridos.

Especificaciones:

• Precisan constante mantenimiento.
• Deterioro importante a altas temperaturas.
• Altas corrientes de descarga o sobrecargas, pero no resisten fuertes descargas energéticas ni altas corrientes de carga.
• Generan demasiado calor y se recargan lentamente.
• Vida útil limitada con 300 a 500 ciclos de carga y descarga.
• Interesante densidad energética.

Batería ion-litio (LiCoO2)

Las baterías de ion-litio, que se diferencian de las Li-Po, son las preferidas actualmente por la automoción eléctrica por sus altas energías específicas, alta eficiencia, la eliminación del efecto memoria, ausencia de mantenimiento y facilidad a la hora de reciclar los desechos de Ion-litio, aunque siguen en proceso de desarrollo.

Especificaciones:

• Doble de densidad energética que las baterías níquel-cadmio, con un tamaño del orden de un tercio más pequeñas.
• Ofrecen buenas autonomías.
• Alto coste de producción, aunque poco a poco este se va reduciendo.
• Son frágiles.
• Pueden explotar por el sobrecalentamiento y deben ser almacenadas con mucho cuidado.
• Buenos niveles de vida útil con 400 a 1.200 ciclos de carga y descarga.
• No requieren de ningún tipo de mantenimiento.
• Nivel de seguridad bastante elevado, aunque requieren de un circuito de seguridad específico.

Las principales variantes actuales de batería de ion-litio son:

Batería LiFePO4

No usa cobalto por lo que presenta mayor estabilidad y seguridad. Aporta un ciclo de vida más largo y una potencia superior, aunque con una menor densidad energética y a un elevado coste hoy por hoy.

Batería polímero de litio

Cuenta con algunas mejoras como una densidad energética mayor y una potencia más elevada. Son más ligeras, eficientes y no tienen efecto memoria. Su alto coste y bajo ciclo de vida hacen de estas baterías, con aspecto “blando” debido a sus componentes de litio y polímero, una opción no muy extendida actualmente.

Batería NCM

Es una batería de ion litio, pero con su cátodo compuesto por níquel-manganeso-cobalto consigue buenos valores de densidad energética, por lo que permite la comercialización de coches eléctricos algo más baratos, y con buena autonomía.

Batería NCA

En este caso, su cátodo está compuesto por níquel-cobalto-aluminio, consiguiendo una excelente densidad energética y una muy buena eficiencia de carga, pero con un rendimiento algo más bajo a altas temperaturas.

Batería de estado sólido

Es también una evolución de la batería de ion-litio y cuenta con un electrolito que no es un líquido conductor, sino que se utiliza un sólido conductor, reduciendo así de manera drástica su degradación a lo largo del tiempo, con una vida útil muy superior. Son la ‘gran evolución’ dentro de los diferentes tipos de baterías para coches eléctricos.

Batería ZEBRA (de sal fundida)

Tienen como electrolito cloroaluminato de sodio triturado, consiguiendo unas características de energía y potencia muy interesantes. Cuentan con el mejor ciclo de vida de todas las baterías, pero ocupa mucho espacio y su potencia es baja.

Batería de aluminio-aire

Con una capacidad de almacenamiento de hasta 10 veces más que las de tipo Ion-litio y una densidad energética fuera del alcance del resto, este tipo de batería no ha tenido una buena aceptación comercial debido a sus problemas de recarga y de fiabilidad. Está en fase experimental.

Batería zinc-Aire

También en fase experimental, necesitan obtener el oxígeno de la atmosfera para generar una corriente. Tiene un alto potencial energético, fiabilidad y son capaces de almacenar el triple de energía que las de ion-litio en el mismo volumen y con la mitad de coste. Según algunos expertos, el zinc se posiciona como el combustible eléctrico del futuro.

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