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En los últimos años, las mejoras en la tecnología de las baterías han permitido un auge del transporte eléctrico. Pero ¿cuáles son las próximas grandes tendencias e innovaciones en este campo y qué significarán para los camiones pesados?
Las baterías son el núcleo de la electromovilidad, y cada mejora, ya sea en rendimiento, precio o fiabilidad, acelera la transición al transporte eléctrico. En un período de tiempo relativamente corto ya se han logrado avances importantes.
Las primeras baterías comerciales de iones de litio se lanzaron al mercado en 1991, pero su precio y capacidad limitaron su uso a la electrónica de consumo. Pero eso cambió rápidamente cuando su precio se desplomó, convirtiéndolos en poco tiempo en una opción viable para automóviles de pasajeros y, más tarde, para camiones pesados. Desde 2010, el coste ha disminuido de 1400 USD por kilovatio-hora a 140 USD por kilovatio-hora en 2023, una reducción del 90%.
El principal avance fue la invención de las baterías LCO (óxido de cobalto y litio) en 1980 y el principio revolucionario de utilizar litio como material de cátodo. Esto duplicó inmediatamente la densidad energética de las baterías existentes. Desde entonces, las distintas composiciones químicas de las baterías han seguido evolucionando, lo que ha dado lugar a mejoras en la capacidad energética, la vida útil, la seguridad y el rendimiento.
En 2001, asistimos al desarrollo de las baterías NMC (níquel, manganeso y cobalto), que rápidamente se hicieron populares en la industria automotriz debido a su capacidad de ofrecer densidades de energía mucho más altas y una buena estabilidad térmica. Ahora, sin embargo, las baterías LFP (fosfato de hierro y litio) están empezando a dominar la industria. Su densidad energética es inferior a la de las baterías NMC, pero ofrecen mayor seguridad, mayor vida útil, menores costes y un impacto medioambiental reducido.
Se están desarrollando muchas tecnologías nuevas: cuando se trata de aumentar la densidad energética, hay grandes esperanzas puestas en las baterías de estado sólido. Esto implica reemplazar el electrolito líquido con materiales sólidos como cerámica o polímeros sólidos, lo que permite almacenar más energía en una batería más pequeña y liviana. Para los camiones eléctricos, esto daría lugar a mayores autonomías. Sin embargo, cuando se utilizan electrolitos sólidos, la resistividad de la batería aumenta, en comparación con un electrolito líquido. Por lo tanto, actualmente existen desafíos en lo que respecta a las velocidades de carga y la degradación del rendimiento con el tiempo. Sin embargo, la tecnología ofrece mucho potencial para reducir las limitaciones de las baterías de iones de litio y continúa desarrollándose. Toyota, por ejemplo, pretende iniciar la producción comercial de vehículos eléctricos con baterías de estado sólido en 2027.
La otra tendencia que impulsa el desarrollo de las baterías es la necesidad de soluciones más baratas y sostenibles. En este caso, las baterías de iones de sodio son una opción prometedora. Hoy en día, tienen alrededor de la mitad de la densidad energética de una batería de iones de litio, pero también cuestan aproximadamente la mitad, por lo que la tecnología podría ser una buena opción para aplicaciones con menores demandas de energía. Dado que contienen sodio, que es uno de los materiales más baratos y disponibles del planeta, su impacto ambiental es mucho menor que el de las baterías de iones de litio.
Las baterías son el núcleo de la electromovilidad, y cada mejora, ya sea en rendimiento, precio o fiabilidad, acelera la transición al transporte eléctrico.
El principal desafío es reducir el costo de los camiones eléctricos, y el desarrollo de baterías más baratas ayudará mucho. Pero los requisitos de los propietarios de camiones también difieren según las aplicaciones. Cuando se trata de camiones de larga distancia, nuestro objetivo es lograr la misma flexibilidad de operación que se obtiene con un camión diésel. Pronto habrá camiones eléctricos con autonomías de hasta 600 km. Pero si hay que recorrer distancias más largas, a menudo hay que parar a recargar durante el día: y esto puede tardar hasta un par de horas, hasta que existan posibilidades de recarga rápida.
Creo que veremos cierta diversificación en el sector, con el uso de diferentes tecnologías de baterías en función de la tarea de transporte. Tal vez veamos que las baterías de iones de sodio se utilizan cada vez más en tareas más cortas donde las demandas de energía son relativamente bajas, como la distribución urbana. Y luego veremos baterías de estado sólido utilizadas en camiones eléctricos de largo recorrido, suponiendo que también se produzca un gran avance tecnológico en el futuro.
De cualquier manera, se están llevando a cabo investigaciones y desarrollos intensivos de estas tecnologías. Hay muchos agentes en todo el mundo, como empresas tecnológicas, fabricantes industriales e instituciones públicas, que invierten mucho en el desarrollo y la mejora de las tecnologías de baterías. No asistiremos necesariamente a un descubrimiento cuántico, como la primera batería de óxido de litio y cobalto, pero seguiremos viendo cómo se desarrolla y mejora la tecnología con el paso del tiempo.
Para obtener más información sobre las baterías de camiones eléctricos, puede que le interese leer 7 mitos comunes sobre las baterías de camiones eléctricos. Para saber más sobre la reutilización de baterías usadas para reducir su impacto ambiental, puede leer Una segunda vida para las baterías de camión
En las últimas décadas se han desarrollado y evolucionado diversas químicas de baterías, cada una con sus propias fortalezas y debilidades. La batería óptima para cualquier vehículo depende de sus necesidades y condiciones de funcionamiento. Cada química de batería tiene diferentes especificaciones de límites de control que no se deben sobrepasar. Para garantizar un funcionamiento seguro y duradero, es necesario aplicar una estrategia de control específica en la unidad de gestión de la batería SW. El conocimiento clave del funcionamiento del vehículo es esencial para proporcionar el mejor uso de la batería para el cliente. Las siguientes seis químicas de baterías son ejemplos de las que se utilizan con frecuencia:
Un descubrimiento revolucionario realizado por el químico inglés John B. Goodenough, que sentó las bases para el futuro desarrollo de baterías de iones de litio.
Capacidad energética: 150-200 Wh/kg
Fosfato de hierro y litio (LFP)
Desarrolladas en 1996, las baterías LFP ofrecen mayor seguridad y estabilidad térmica en comparación con las baterías LCO, así como ciclos de vida más largos. Aunque su capacidad energética es relativamente baja en comparación con otras químicas, se utilizan cada vez más en vehículos eléctricos.
Capacidad energética: 90-120 Wh/kg
Las baterías LMO, comercializadas por primera vez en 1996, ofrecen buena estabilidad térmica y seguridad, además de ser más baratas de producir y tener un menor impacto ambiental en comparación con las químicas basadas en cobalto. Ofrecen altas tasas de descarga pero una densidad energética relativamente baja y ciclos de vida cortos. Esto los hace adecuados para coches eléctricos, coches híbridos y bicicletas eléctricas.
Capacidad energética: 100-150 Wh/kg
Desarrolladas en 2001, las baterías NMC ofrecen un buen equilibrio entre densidad energética y seguridad, lo que las convierte en la batería más común utilizada en la industria de vehículos eléctricos hoy en día.
Capacidad energética: 150-220 Wh/kg
Óxido de litio, níquel, cobalto y aluminio (NCA)
Las baterías NCA ofrecen una alta densidad energética, un ciclo de vida largo y una excelente capacidad de carga rápida. Se utilizan en algunos vehículos eléctricos de alto rendimiento, pero su uso es limitado debido a preocupaciones de seguridad.
Capacidad energética: 200-260 Wh/kg
Titanato de litio (LTO)
Las baterías LTO son una de las químicas de iones de litio más seguras del mercado con una excelente estabilidad térmica. Ofrecen capacidades de carga rápida y ciclos de vida largos. Esto las hace ventajosas para vehículos eléctricos que requieren recargas cortas y frecuentes, como los vehículos de transporte público. Sin embargo, su capacidad de energía es baja y su producción es costosa.
Capacidad energética: 50-80 Wh/kg
Fuentes: Battery University, Elements, Dragonfly, Flash Battery
