Poco a poco va aumentando el número de personas que decide hacerse con un coche eléctrico. Aún así, queda mucho para pasarnos a una movilidad totalmente eléctrica, sobre todo porque a muchos les surgen dudas en cuanto a comprarse un coche eléctrico. Una de las razones es la autonomía del coche, pues no quieren tener que parar en medio de un viaje media hora para cargar el coche. Por esta razón muchos fabricantes buscan formas de que el coche tenga más autonomía, centrándose en la batería. Una de las baterías que está cobrando importancia es la batería de litio ternaria, que ofrece mayor densidad de energía y te explicamos por qué.
¿Qué es una batería de litio ternaria?
Aunque parezca un concepto difícil, no lo es tanto. «Ternaria» quiere decir que utiliza tres materiales que son el níquel, el cobalto y el manganeso.
En una batería tenemos un ánodo y un cátodo, para producir electricidad es necesario los electrones (carga negativa) viajen del ánodo al cátodo por el circuito eléctrico. En el caso de las baterías se usa el litio porque tiene mucha facilidad para ceder electrones. Los iones de litio (carga positiva) viajan del ánodo al cátodo por el interior de la batería.
A lo largo de los años se ha ido experimentando con diferentes materiales y hemos visto baterías de diferentes tipos. Aunque tenemos claro que el litio es el material ideal como electrolito para las baterías de los coches eléctricos, todavía seguimos experimentando con diferentes materiales, principalmente para el cátodo.
Llamamos baterías ternarias de litio a aquellas que tienen una composición de tres materiales en el cátodo, que como ya hemos dicho en este caso son níquel, cobalto y manganeso.
Si algún día encontramos otro grupo de tres materiales diferentes, esta denominación tendrá que cambiarse, pero como ahora mismo no hay otra combinación de otros tres materiales, resulta útil llamarla batería de litio ternaria.
¿Por qué necesitamos tres materiales y no solo uno?
Entre el ánodo y el cátodo deben pasar electrones e iones de litio. Para ello es importante que estén hechos de un material capaz de almacenar el litio en estructuras, tal y como si fueran estanterías.
La combinación de diferentes materiales nos lleva a diferentes estructuras que pueden almacenar más o menos litio con mayor o menos densidad o con más o menos capas. Es igual que en una estantería utilizar más o menos estantes, poner unos más cerca de otros, utilizar materiales más o menos resistentes o finos…
Se ha comprobado que la combinación de los tres materiales resulta especialmente interesante por cuestiones que mencionaremos a continuación.
¿En qué se diferencia de las baterías que conocemos?
Las baterías de litio a las que estamos más acostumbrados contaban con un cátodo con una aleación de cobalto (LiCoO2). En los coches eléctricos, marcas como Tesla empezaron a apostar por las baterías LFP (LiFePO4), en cambio las baterías ternarias tiene un cátodo compuesto por níquel, cobalto y manganeso (LiNiCoMnO2).
¿Por qué las baterías ternarias son la tendencia en los coches eléctricos?
Como decimos, estos tres materiales tienen unas propiedades que hacen que las baterías ternarias sean muy interesantes para los coches eléctricos.
Una de ellas y probablemente la más importantes es que tienen una mayor densidad de energía. Esto es relevante porque no es necesario hacer baterías más grandes para obtener más energía, algo que buscan los fabricantes de coches ya que lo coches no admiten llevar más peso y tampoco es interesante quitar espacio al coche. Con estas baterías podemos tener el mismo tamaño pero más densidad de energía.
Estamos hablando de una densidad que ahora mismo alcanza los 232 Wh/kg y que se puede incrementar. Mientras que las baterías de fosfato de hierro de litio solo llegan a los 150 Wh/kg.
Otra ventaja a parte de la densidad energética es que a temperaturas bajas siguen siendo muy eficientes. Lo de que no te arranque el coche una mañana de invierno cuando tienes que ir al trabajo, no debería pasarte con baterías de este tipo.
Es lógico preguntarse por qué no se usa más si tiene ventajas sobre las baterías de fosfato de hierro de litio. Lo cierto es que estas baterías también tienen su lado malo y tienen que ver con la seguridad.
Peligros de las baterías ternarias de litio
Es cierto que proporcionan mayor densidad eléctrica pero también es cierto que es menos estable. A altas temperaturas existe peligro de explosión ya que el electrolito líquido de estas baterías es inflamable y explosivo. De hecho, el electrolito de las baterías ternarias se quema mucho más rápido cuando las temperaturas son altas debido a que la reacción química de sus materiales libera moléculas de oxígeno.
Aun así, esto no quiere decir que no se puedan utilizar, lo que pasa es que estas baterías necesitarán más sistemas de seguridad que eviten que alcancen temperaturas altas y peligrosas. Como ejemplo tenemos las baterías Qilin que destacan por tener un sistema de refrigeración integrado en las celdas. Esto es algo que se podría implantar en estas baterías y que podría disminuir mucho la probabilidad de incendio o explosión.
Imagen de una batería Qilin
Aún así, hay algo que todavía hace que no se usen estas baterías en todos los coches eléctricos. Y es que, si bien los fabricantes de coches quieren más densidad y menos espacio, también quieren que las baterías sean más baratas pues ahora mismo es el elemento más caro del coche. Las baterías ternarias no son más baratas que las de fosfato de hierro de litio. En el caso de las baterías ternarias se utilizan metales preciosos (el colbalto), lo cual hace que su precio irremediablemente sea mayor.
Aun así son muchas las marcas que ya están utilizando estas baterías, una de ellas es Tesla. Si la usa esta compañía es porque verdaderamente cuenta con muchas ventajas. Aun así, se sigue utilizando litio, que es precisamente lo que se quiere dejar de utilizar por su escasez y por lo caro que es. Así que aunque sea una batería que permite tener mayor densidad de energía, sigue siendo una batería más cara, con lo cual habrá que seguir investigando para encontrar otras soluciones más económicas y que no supongan aumentar el precio como por ejemplo las de iones de sodio.
