La carrera por las baterías ideales suma nuevos competidores

Las baterías son uno de los componentes más determinantes en el rendimiento, la autonomía, el precio y la durabilidad de un vehículo eléctrico. Entre las químicas para su material catódico más utilizadas actualmente se encuentran litio ferrofosfato de hierro (LFP) y, níquel-manganeso-cobalto (NMC), aunque en el horizonte aparecen otras litio-manganeso rico (LMR) y resultan muy prometedoras desde algunos puntos de vista las de sodio, más específicamente, las celdas de ion-sodio (Na-ion).

Las que utilizan esta última química son una alternativa más económica y sostenible que las de litio, especialmente en aplicaciones donde el bajo costo y la amplia disponibilidad de materiales -evita el uso de cobalto o níquel y usa sodio- son más importantes que la máxima densidad energética, sin embargo, por ahora sólo se contemplan como una opción, si se usa en vehículos eléctricos, en los más pequeños, fundamentalmente destinados al uso urbanos.

La razón no es otra que su bajo voltaje nominal, generalmente entre 2,3 y 3,0 V por celda -origina una densidad energética muy baja de 100 a 160 Wh/kg-, lo que les permite almacenar menos energía. con la consecuente afección sobre la autonomía si se usan en vehículos eléctricos. Eso sí, su durabilidad es muy alta, al igual que ocurre con la seguridad frente a altas temperaturas o sobrecargas.

A las ya ampliamente utilizadas de LFP y NMC se sumarían en un futuro relativamente próximo las LMR, particularmente si General Motors lleva las baterías producidas con esta química por LG Energy Solution a sus vehículos eléctricos a partir de 2027-2028.

Cara a cara: LFP, NMC y LMR

Desde el punto de vista químico, las LFP se basan en una estructura de litio, hierro y fosfato. Este tipo de composición ofrece una alta estabilidad térmica, gran seguridad y bajo riesgo de incendios, lo que las hace muy fiables, incluso por delante de las de sodio. Además, al no requerir materiales como el níquel o el cobalto, su fabricación resulta más económica y más sostenible desde el punto de vista ambiental y éticos.

Las baterías NMC, por el contrario, utilizan una combinación de níquel, manganeso y cobalto en su cátodo. Esta mezcla permite conseguir una mayor densidad energética, lo que se traduce en más autonomía en menos espacio y peso. Como contrapartida su fabricación es más cara debido al uso de materiales críticos, pero su eficiencia energética las convierte en una opción atractiva para vehículos de gama media y alta, donde el espacio y el peso son factores clave.

En el caso de las LMR, en estas baterías se incrementa el contenido de litio y se aumenta el porcentaje de manganeso. Esto permite alcanzar una capacidad energética superior sin incrementar demasiado los costos o el tamaño respecto las hoy consideradas de referencia, las NMC.

En cuanto al voltaje nominal de cada tecnología, las LFP aportan unos 3,2 voltios por celda, mientras que las NMC alcanzan entre 3,6 y 3,7 voltios. Las baterías LMR pueden llegar incluso a los 3,9 voltios. Esta diferencia implica que, a igualdad de tamaño y peso, las NMC y LMR pueden entregar más energía que las LFP.

En cuanto a durabilidad, las LFP pueden soportar entre 3.000 y 5.000 ciclos de carga antes de degradarse significativamente, lo que se traduce en más de diez años de uso en condiciones normales. Las NMC, en cambio, tienden a tener una vida útil más corta, en torno a los 1.500 a 2.000 ciclos, aunque esto varía según la calidad de la celda y el sistema de gestión térmica utilizado. Las LMR ofrecerían una vida útil intermedia y, aunque aún no existe un consenso definitivo sobre su rendimiento a largo plazo, los estudios actuales indican que podrían superar a las NMC y acercarse al nivel de las LFP con una buena gestión de carga.

El factor económico también es clave en esta comparación. Las baterías LFP son, actualmente, las más baratas por kWh, con un costo que ronda entre los 70 y 90 dólares -entre 60 y 80 euros-, gracias a la abundancia de sus materiales y a procesos de producción más sencillos. Las NMC, por su parte, siguen siendo más costosas, moviéndose entre los 110 y 140 dólares kWh -desde 95 a 120 euros en formato celda-, debido a la mayor complejidad de su fabricación y uso de metales costosos. Las LMR podrías estar en un lugar intermedio si bien aún no se producen a una escala suficiente para ofrecer precios comparables.

En los próximos años, con el avance de la tecnología y la necesidad de reducir costos y emisiones, es probable que veamos un cambio en las preferencias de los fabricantes hacia soluciones químicas más eficientes y sostenibles, y en ese escenario, tanto las LFP como las LMR tienen un futuro prometedor.