Javier Gete
Cada una con sus ventajas e inconvenientes
Los vehículos electrificados utilizan baterías que almacenan la energía eléctrica para así dar alimento a uno o a varios motores eléctricos, según los diversos tipos de electrificación (híbridos, mild-hybrid, híbridos enchufables o eléctricos puros), existiendo en el mercado diversos tipos de baterías con prestaciones, capacidades, inconvenientes y ventajas muy variadas, ya que además se encuentran en plena efervescencia investigadora de cara a un futuro inmediato.
Evidentemente los coches eléctricos y electrificados y sus baterías precisan en su gestión con unos seguros adecuados, y sólo algunas compañías de seguros disponen ya de procesos específicos para estas nuevas tecnologías.
Los parámetros más esenciales a tener en cuenta para poder valorar una batería, son los siguientes:
- Potencia: se mide en W/kg (amperaje máximo). A más potencia mejores prestaciones
- Eficiencia: Es el rendimiento de la batería y se mide en % para expresar la energía que realmente se aprovecha
- Densidad energética: Es la energía que puede suministrar la batería por caga kg, y se mide en Wh/kg. A mayor densidad mayor autonomía del vehículo
- Coste: Valor que influencia fuertemente el precio de los vehículos
- Ciclo de vida: Son los ciclos máximos de carga y descarga que soporta la batería hasta ser sustituida. A más ciclos mayor duración de la batería.
Considerando estos parámetros, definimos a continuación las diversas tipologías de baterías que existen para vehículos eléctricos:
Batería de plomo-ácido
No es adecuada para los vehículos eléctricos ya que es la más antigua (se inventó en el siglo XIX) y sigue funcionando sin apenas modificaciones.
Especificaciones:
- 500 a 800 ciclos de carga y descarga (vida muy limitada)
- 6 a 12 voltios
- bajo coste (para arranque, iluminación o soporte eléctrico)
- buena como acumulador para vehículos de pequeño tamaño
- densidad energética muy reducida
- excesivo peso
- hasta 100 km de autonomía en propulsión híbrida
- necesita mantenimiento periódico
- recarga lenta
- toxicidad de plomo
Batería de níquel-cadmio
Tiene un gran rendimiento a bajas temperaturas aunque con alto coste, por lo que se utiliza fundamentalmente en vehículos electrificados del tipo aviones, vehículos militares y helicópteros.
Especificaciones:
- por su efecto memoria su capacidad se reduce con cada recarga.
- densidad energética limitada
- requiere cuidados y mantenimientos periódicos
- precio bastante elevado
- se degrada de forma muy precipitada debido a las altas temperaturas
- bastante contaminantes
- capacidades técnicas limitadas
- 1.500 a 2.000 ciclos de carga y descarga (vida útil interesante)
Batería de níquel-hierro
En la actualidad se monta sólo en vehículos de escasa potencia y eficiencia, si bien aporta una densidad energética muy similar a la batería de plomo-ácido.
Fue patentada en 1903 y su desarrollo técnico lo realizó Thomas Edison.
Batería de níquel-hidruro metálico (NiMH)
En la actualidad goza de muy buena aceptación para vehículos híbridos, siendo bastante similar en todo a la batería de níquel-cadmio aunque con más capacidad y menor agresión al medio ambiente.
Especificaciones:
- 300 a 500 ciclos de carga y descarga (vida útil limitada)
- altas corrientes de descarga o sobrecargas, pero no resisten fuertes descargas energéticas ni altas corrientes de carga
- constante mantenimiento
- gran deterioro a altas temperaturas
- Interesante densidad energética
- se recarga lentamente y genera demasiado calor
Batería de Ion-litio
En la actualidad las baterías de Ion-litio (LiCoO2) son las preferidas por los fabricantes en la automoción eléctrica debido a alta eficiencia, la no existencia del efecto memoria, ausencia de mantenimiento, altas energías específicas, y la gran facilidad de reciclaje de los desechos (el cobalto, el níquel y el manganeso), si bien están siempre en un proceso de continuo desarrollo e innovación.
Especificaciones:
- 400 a 1.200 ciclos de carga y descarga (buenos niveles de vida útil)
- aportan buenas autonomías
- Necesitan un circuito de seguridad muy específico aportando así buenos niveles de seguridad
- no requieren mantenimiento
- poco a poco se va reduciendo su alto coste de producción
- precisan de un almacenamiento muy cuidadoso ya que pueden explotar por el sobrecalentamiento
- son muy frágiles
- Un tercio más pequeñas que las de níquel-cadmio y el doble de densidad energética.
Las principales variantes actuales de batería de ion-litio son:
- Batería de fosfato de hierro y litio (LiFePO4):
Aporta un ciclo de vida mayor y más potencia aunque con una menor densidad energética y un coste demasiado elevado por el momento, no utilizando cobalto para una mayor estabilidad y seguridad.
- Batería Polímero de litio (LiPo):
Realmente ligeras y eficientes y sin efecto memoria, con una densidad energética mayor y una potencia superior, aunque con un elevado coste y un ciclo de vida bajo, lo que contribuye a una implantación poco extendida por el momento.
- Batería de níquel, cobalto y manganeso (NCM):
Para conseguir altos valores de densidad energética se ha sustituido su cátodo por niquel-manganeso-cobalto, lo que le hace muy útil en coches eléctricos más baratos y de buena autonomía.
- Batería de níquel, cobalto y aluminio (NCA):
Un rendimiento algo más bajo a altas temperaturas, aunque más económicas con su cátodo de níquel-cobalto-aluminio. Aportan una gran eficiencia de carga.
- Batería de estado sólido:
Esta evolución de la batería de ion-litio, utiliza un electrolito sólido conductor, para reducir de forma drástica su degradación en el tiempo y generar una vida útil muy superior.
Se consideran la gran evolución entre todos los tipos de baterías para los coches eléctricos actualmente.
Batería ZEBRA (de sal fundida)
En ellas se ha sustituido el electrolito por cloroaluminato de sodio triturado para conseguir así unas características de energía y potencia muy interesantes.
De todas las baterías actuales aportan el mejor ciclo vida, aunque ocupan mucho espacio y su potencia no es muy alta.
Batería de Aluminio-aire
Presenta importantes problemas de recarga y de fiabilidad y se encuentra en fase de experimentación, aunque ya ha conseguido una capacidad de almacenamiento 10 veces mayor que las baterías de ion-litio y una densidad energética muy por encima de cualquier otro tipo.
Batería Zinc-Aire
Se encuentra también en fase experimental, con un elevado potencial energético y muy buena fiabilidad, consiguiendo ya el triple de almacenaje respecto a las baterías de ion-litio con dimensiones similares pero a un coste 50% inferior. Obtienen oxigeno de la atmosfera para generar corriente eléctrica y muchos expertos declaran que el zinc será el combustible eléctrico del futuro.
