CATL ha presentado una pila de iones de sodio y tiene previsto iniciar su producci\u00f3n en 2023. \u00bfCu\u00e1les son las ventajas y los inconvenientes de sustituir al litio? Christoph M. Schwarzer evalu\u00f3 la tecnolog\u00eda hablando con expertos en bater\u00edas de P3 Automotive y con el Prof. Dr. Markus H\u00f6lzle de ZSW. \u00a1El potencial es enorme!<\/p>\n
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Contemporary Amperex Technology Ltd. (CATL) ha realizado un \"gran avance\" con el establecimiento de la producci\u00f3n b\u00e1sica de c\u00e9lulas de iones de sodio, seg\u00fan su propia lectura. Y, en efecto, la sustituci\u00f3n del metal alcalino litio por el siguiente elemento de este grupo qu\u00edmico principal ser\u00eda la oportunidad de una nueva y clara reducci\u00f3n de costes. Por ello, nuestro colaborador habl\u00f3 con los profesionales de bater\u00edas de P3 Automotive y con el Prof. Dr. Markus H\u00f6lzle del ZSW (Centro de Investigaci\u00f3n de Energ\u00eda Solar e Hidr\u00f3geno de Baden-W\u00fcrttemberg) para llegar a una valoraci\u00f3n realista de las pilas de iones de sodio.<\/p>\n
La propia CATL se pone espec\u00edfica en la presentaci\u00f3n: la empresa china muestra la c\u00e9lula real y un sistema de bater\u00edas. Mezcla c\u00e9lulas de iones de litio y de sodio para compensar los puntos d\u00e9biles de la primera generaci\u00f3n. Por ejemplo, CATL afirma una densidad energ\u00e9tica gravim\u00e9trica comparativamente baja de 160 Wh\/kg. Se espera que la pr\u00f3xima generaci\u00f3n supere los 200 Wh\/kg; CATL a\u00fan no ha dicho cu\u00e1ndo.<\/p>\n
\"Los desarrolladores del CATL deben de haber conseguido resolver los problemas conocidos de las c\u00e9lulas de iones de sodio, que en principio no son nuevos\", explica Markus H\u00f6lzle. H\u00f6lzle, doctor en electroqu\u00edmica y trabajador de BASF durante mucho tiempo y a nivel internacional antes de incorporarse a ZSW, prosigue: \"Por ejemplo, el 20% de la capacidad se ha perdido hasta ahora durante la primera carga\", dice H\u00f6lzle. Probablemente, CATL ha logrado mejorar significativamente el carbono amorfo del lado del \u00e1nodo, el llamado carbono duro, en lo que respecta a las p\u00e9rdidas irreversibles y la capacidad de carga r\u00e1pida. Por tanto, cabe suponer que la investigaci\u00f3n de materiales ha sido un \u00e9xito en este caso.<\/p>\n
\"En el lado del c\u00e1todo, se utiliza azul de Prusia, un colorante no t\u00f3xico, en un estado completamente mezclado con iones de sodio\", explica adem\u00e1s el profesor H\u00f6lzle. La ventaja: \"Se utilizan materias primas de bajo coste en todo momento\". No s\u00f3lo se elimina el litio, sino tambi\u00e9n los metales t\u00edpicos de los c\u00e1todos, como el n\u00edquel y el cobalto. A pesar de las desventajas, como la baja densidad energ\u00e9tica, H\u00f6lzle se imagina las pilas de iones de sodio en toda clase de veh\u00edculos porque la industria automovil\u00edstica siempre presta mucha atenci\u00f3n a la relaci\u00f3n entre costes y beneficios. Pero a\u00fan m\u00e1s interesantes y cercanas en el tiempo ser\u00edan las aplicaciones estacionarias, como el almacenamiento en bater\u00edas para sistemas solares, porque la densidad energ\u00e9tica desempe\u00f1a s\u00f3lo un papel menor en estas aplicaciones. Con bater\u00edas de iones de sodio de bajo coste, podr\u00edan realizarse grandes sistemas de almacenamiento en bater\u00eda a precios aceptables.<\/p>\n
Su conclusi\u00f3n: \"Sospecho que CATL pasar\u00e1 realmente a la producci\u00f3n en serie. La empresa es, con diferencia, l\u00edder del mercado en China y tiene el claro objetivo de convertirse en el campe\u00f3n mundial de las bater\u00edas. Para ello, varios centenares de cient\u00edficos trabajan en el departamento de investigaci\u00f3n propio del grupo en su sede de Ningde (China). Dado el tama\u00f1o y la reputaci\u00f3n de CATL, es poco probable que est\u00e9 exagerando en este aspecto\", afirma Markus H\u00f6lzle.<\/p>\n
La consultora P3, que compara realmente todas las c\u00e9lulas disponibles, confirma ampliamente la opini\u00f3n de ZSW. P3 cita tres ventajas de las pilas de sodio frente a las de iones de litio: Son m\u00e1s potentes en t\u00e9rminos de rendimiento de carga y descarga y, por tanto, ofrecen ventajas para aplicaciones con elevados requisitos de potencia, como las bater\u00edas de a bordo, los veh\u00edculos peque\u00f1os y el almacenamiento estacionario para redes el\u00e9ctricas con elevados requisitos de potencia, entre otras. Sin embargo, a\u00fan no son lo suficientemente adecuadas para los coches el\u00e9ctricos, seg\u00fan P3. Tienen un rendimiento de primera a bajas temperaturas. Y su vida \u00fatil y estabilidad t\u00e9rmica, es decir, su seguridad, son muy elevadas. \"Pero como la densidad energ\u00e9tica no es comparable a la de las actuales bater\u00edas de iones de litio con c\u00e1todo NCM, la tecnolog\u00eda competitiva principal es la LFP\", concluye la consultora.<\/p>\n
Esto requiere una breve explicaci\u00f3n: Con pocas excepciones, las c\u00e9lulas de iones de litio con un c\u00e1todo de n\u00edquel, cobalto y manganeso se han utilizado y se utilizan en los coches el\u00e9ctricos de bater\u00eda. Aunque la proporci\u00f3n de mezcla en el c\u00e1todo ha cambiado permanentemente, la estructura b\u00e1sica es similar. Tesla lleva algo menos de un a\u00f1o vendiendo el Modelo 3 SR+ con una bater\u00eda de litio hierro fosfato. Esta qu\u00edmica celular es extremadamente robusta, permite un empaquetado herm\u00e9tico en el sistema y tiene una estabilidad de ciclo muy alta.<\/p>\n
Al poder prescindir del cobalto y el n\u00edquel, el precio desciende. Por otro lado, existen desventajas como una menor autonom\u00eda debido a la menor densidad energ\u00e9tica -raz\u00f3n por la que el Modelo 3 es de autonom\u00eda est\u00e1ndar Plus y no de autonom\u00eda larga- y un rendimiento deficiente en condiciones de fr\u00edo. No obstante, se rumorea que Tesla desplegar\u00e1 la segunda generaci\u00f3n de c\u00e9lulas LFP ya a finales de a\u00f1o. El invierno mostrar\u00e1 qu\u00e9 mejoras se han realizado.<\/p>\n
Volviendo a la evaluaci\u00f3n de P3 sobre las bater\u00edas de iones de sodio: el grado de madurez hasta ahora es bajo, dijo, porque una mirada sobria revela que no hay ninguna aplicaci\u00f3n a gran escala industrial. \"Un buen n\u00famero de empresas emergentes, desde Faradion en el Reino Unido, Altris en Suecia o Tiamat en Francia, est\u00e1n intentando comercializar esta tecnolog\u00eda\", dijo P3. Ninguna lo ha conseguido todav\u00eda.<\/p>\n
Si tiene \u00e9xito, la ventaja en costes podr\u00eda ser de entre un diez y un 20% en comparaci\u00f3n con el LFP: \"La disponibilidad significativamente mayor de sodio, as\u00ed como su extracci\u00f3n m\u00e1s sencilla y respetuosa con el medio ambiente y la eliminaci\u00f3n del cobalto y el n\u00edquel en el material del c\u00e1todo pueden conducir a una reducci\u00f3n significativa de los costes de las c\u00e9lulas.\" P3 cree que tambi\u00e9n es posible una aplicaci\u00f3n en veh\u00edculos de motor, pero por el momento la tendencia es hacia el almacenamiento estacionario.<\/p>\n
No obstante, la realidad de su uso en un coche el\u00e9ctrico de producci\u00f3n masiva podr\u00eda llegar antes que la de las bater\u00edas de estado s\u00f3lido: \"Se estima que el correspondiente nivel de madurez para la industrializaci\u00f3n a gran escala se alcanzar\u00e1 m\u00e1s r\u00e1pidamente que, por ejemplo, con las All Solid State, ya que debido a la tecnolog\u00eda drop-in (mismas tecnolog\u00edas de producci\u00f3n y combinaciones de materiales similares a las de las bater\u00edas de iones de litio) la escalabilidad puede calificarse de relativamente alta.<\/p>\n
Ni ZSW ni P3 se comprometen actualmente a fijar un precio. Los optimistas, sin embargo, suponen un coste de $30 por kilovatio-hora. Es muy probable que CATL produzca c\u00e9lulas de iones de sodio a partir de 2023. Al mismo tiempo, en Alemania saldr\u00e1n al mercado m\u00e1s coches el\u00e9ctricos con c\u00e9lulas LFP. Volkswagen, por ejemplo, ya lo ha especificado para sus modelos b\u00e1sicos ID.1 e ID.2. As\u00ed pues, debido a su mejor rendimiento e incluso menor coste, al tiempo que son m\u00e1s respetuosas con el medio ambiente, las pilas de iones de sodio podr\u00edan convertirse en un competidor de las LFP en la segunda mitad de la d\u00e9cada. Como siempre ocurre con las bater\u00edas, no hay motivos para la euforia. Pero hay motivos para confiar: por el momento, la reducci\u00f3n de costes es el aspecto m\u00e1s importante del despegue mundial de la electromovilidad.<\/p>\n
Reportaje de Christoph M. Schwarzer, Alemania. Edici\u00f3n y traducci\u00f3n de Nora Manthey, Reino Unido.<\/em><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" CATL ha presentado una pila de iones de sodio y tiene previsto iniciar su producci\u00f3n en 2023. \u00bfCu\u00e1les son las ventajas y los inconvenientes de sustituir al litio? Christoph M. Schwarzer evalu\u00f3<\/p>","protected":false},"author":21,"featured_media":159139,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[9927],"tags":[16771,10230,13682,7538,23901,3682,13169,23868,13946,650],"class_list":["post-160116","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-battery-fuel-cell","tag-background","tag-batteries","tag-battery-cells","tag-catl","tag-markus-holzle","tag-p3","tag-raw-materials","tag-sodium","tag-suppliers","tag-zsw"],"acf":{"inhalt_teil2":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.electrive.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/160116","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.electrive.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.electrive.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.electrive.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/21"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.electrive.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=160116"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.electrive.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/160116\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":223495,"href":"https:\/\/www.electrive.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/160116\/revisions\/223495"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.electrive.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/159139"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.electrive.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=160116"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.electrive.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=160116"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.electrive.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=160116"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}