Baterías de coches eléctricos: tipos y características
A medida que la movilidad sostenible va tomando terreno en el mercado, van apareciendo diferentes tipos de baterías de coche eléctrico en el mercado. Esto se debe a la importancia que tiene la batería en el desarrollo de nuevos vehículos eléctricos. De hecho, son el tipo de batería y su tamaño los elementos principales que definen la autonomía y el precio final del automóvil.
Su funcionamiento requiere elementos electroquímicos para acumular electricidad, un proceso con pérdidas mínimas que posibilita un rendimiento cercano al 100%. Las baterías están diseñadas para suministrar energía en cualquier momento y tienen una cantidad finita de ciclos de carga y descarga completos, conocidos como ciclo de vida.
En el ámbito del coche eléctrico no hay un solo tipo de batería disponible en el mercado. En este artículo, hacemos un repaso por los diferentes tipos, sus características y sus funcionalidades, detallando sus beneficios y desventajas.
¿Cómo funcionan las baterías de los coches eléctricos?
Las baterías para coches eléctricos aprovechan la energía liberada por reacciones de oxidación-reducción para generar corriente eléctrica. A este proceso se le conoce como la descarga, pues es cuando produce corriente eléctrica mediante reacciones químicas de oxidación-reducción. En la carga, el proceso es inverso, se utiliza corriente eléctrica para inducir cambios químicos.
La reacción de oxidación-reducción, también conocida como «redox», implica que uno de los componentes de la batería pierda electrones mientras que el otro los gane. Esto se traduce en la oxidación de uno (ánodo) y la reducción del otro (cátodo), ambos sumergidos en un electrolito.
En la descarga, el ánodo se oxida, y el cátodo gana electrones, ya que la electricidad fluye desde el polo positivo (cátodo) hacia el negativo (ánodo). Durante el proceso de carga, las funciones del ánodo y el cátodo se revierten para que el primero pueda recuperar los electrones que se perdieron durante la conducción.
Se calcula que, en promedio, las baterías pueden soportar hasta 3000 ciclos de carga completos. Para tener una perspectiva más clara de la duración de una batería, podemos imaginar que si esta fuera descargada y recargada diariamente, su vida útil sería de más de ocho años.
No obstante, en la práctica, esto rara vez sucede, ya que se aconseja evitar que las baterías de los vehículos eléctricos se descarguen completamente (de manera similar a cómo nadie permitiría que su automóvil de combustión se quedara completamente sin combustible). Por lo tanto, los ciclos de carga tienden a aumentar.
Tipos de baterías más usadas
En la actualidad, las baterías más usadas en coches eléctricos son:
Baterías de iones de litio (Li-ion)
Las baterías de iones de litio son ampliamente utilizadas en vehículos eléctricos debido a su elevada densidad energética. Esto implica que tienen la capacidad de almacenar grandes cantidades de energía en un espacio compacto y ligero. Estas baterías emplean iones de litio para facilitar el transporte de carga eléctrica entre los electrodos. Su eficiencia y durabilidad las convierten en una opción ideal para la alimentación de vehículos eléctricos.
¿Cuánto duran las batería de iones de litio?
Una batería de iones de litio suele durar entre 8 y 10 años o de 1000 a 2000 ciclos de carga y descarga, dependiendo de qué suceda primero. Sin embargo, se trata de un dato referencial, pues tenemos baterías de iones de litio cada vez más duraderas y eficientes.
Baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4)
Las baterías de fosfato de hierro y litio son más seguras y duraderas que las baterías de iones de litio convencionales. Estas baterías utilizan fosfato de hierro y litio como materiales activos y carecen de elementos tóxicos, lo que reduce significativamente el riesgo de incendios o explosiones en casos de cortocircuitos. Aunque su densidad energética es ligeramente menor que la de las baterías de iones de litio, compensan con una larga vida útil y mayor eficiencia en los procesos de carga y descarga.
¿Cuánto duran las baterías de fosfato de hierro y litio?
Una batería de fosfato de hierro y litio puede durar unos 10 – 15 años o de unos 2000 a 5unos 000 ciclos de carga y descarga. La tecnología en este ámbito está evolucionando rápido y estos datos probablemente aumentarán un un futuro cercano.
Baterías de polímero de iones de litio (Li-Po)
Son similares a las baterías convencionales de iones de litio, pero incorporan un polímero en lugar de un líquido para facilitar el transporte de iones de litio.
La principal ventaja que ofrecen es que su diseño es más delgado y liviano en comparación con las baterías de iones de litio tradicionales, convirtiéndolas en una opción ideal para vehículos más pequeños y dispositivos portátiles.
También poseen una mayor capacidad de carga en comparación con sus contrapartes convencionales de iones de litio.
¿Cuánto duran las baterías de polímero de iones de litio?
Una batería de polímero de iones de litio puede durar de 2 a 3 años o de 300 a 500 ciclos de carga y descarga.
Baterías de níquel-cadmio (NiCd)
Las baterías de níquel-cadmio, menos frecuentes en vehículos eléctricos, se caracterizan por su baja densidad energética y su contenido tóxico. Estas baterías emplean níquel y cadmio como materiales activos, resultando en una mayor pesadez y menor eficiencia en comparación con las baterías de iones de litio. Adicionalmente, el cadmio es un componente dañino para el entorno, lo que las vuelve menos adecuadas desde una perspectiva ambiental.
¿Cuánto duran las baterías de níquel-cadmio?
En cuanto a la duración, se estima que la vida útil promedio de una batería de níquel-cadmio es de aproximadamente 5 a 7 años o alrededor de 1000 a 1500 ciclos de carga y descarga.
Baterías de níquel-metal hidruro (NiMH)
Estas baterías emplean níquel y un hidruro metálico como componentes activos, presentando una densidad energética superior a las baterías de níquel-cadmio. A pesar de ello, su eficiencia aún es menor en comparación con las baterías de iones de litio, y poseen una vida útil más limitada.
¿Cuánto duran las baterías níquel-metal hidruro?
Una batería de níquel-metal hidruro puede durar de 5 a 8 años o de 500 a 1000 ciclos de carga y descarga.
Baterías de sodio-ion (Na-ion)
Estas baterías son semejantes a las de iones de litio, pero emplean sodio en lugar de litio como material activo. Aunque aún no se han implementado ampliamente en vehículos eléctricos, se anticipa que serán más económicas y seguras que las baterías de iones de litio en el futuro. Además, el sodio es un elemento abundante y no tóxico, lo que las convierte en una opción más sostenible y respetuosa con el medio ambiente.
¿Cuánto duran las baterías de sodio-ion?
Dado que aún se encuentran en fase de desarrollo, se requiere una investigación adicional para determinar su vida útil.
¿Se puede alargar la vida útil de la batería?
Como hemos comentado anteriormente los fabricantes están diseñando vehículos eléctricos con baterías cada vez más potentes y mayor autonomía. Igualmente puede resultar beneficioso seguir ciertos consejos para prolongar la vida útil las baterías de un coche. Sobre todo considerando el elevado coste actual de reemplazar una batería desgastada o dañada.
Aquí te dejamos unas recomendaciones:
- Carga con más frecuencia utilizando una carga normal y minimiza el uso de la carga rápida
- Recarga el coche antes de que llegue a un 20% de carga.
- Evita de estacionar tu coche para mucho tiempo con batería llena o completamente descargada.
- Cuando hace mucho calor mejor aparcar el coche en la sombra.
- Desconecta la recarga una vez la batería está cargada por completo.