Tesla ocupó los grandes titulares en la industria de las baterías cuándo reveló que aproximadamente el 50 % de los coches eléctricos producidos en el primer trimestre de 2022 estaban equipados con baterías de litio ferrofosfato (LFP). El cambio a esta tecnología lo ha propiciado el propio mercado, es decir, motivado por la capacidad de fabricación. La empresa considera que para garantizar el crecimiento a largo plazo de manera sostenida, debe diversificar su oferta de baterías en función de las necesidades de cada modelo determinado.
En la industria de los vehículos eléctricos la tecnología que se implementa en las baterías que los propulsan es un factor fundamental para la adopción generalizada de vehículos eléctricos. Factores como la capacidad energética, el peso, la fiabilidad, la vida útil, el coste y la seguridad de la batería son limitantes para el rendimiento y la viabilidad técnica y económica de un producto.
Las baterías de iones de litio son las auténticas dominadoras del mercado, por cumplir con todos los requisitos de una manera más o menos regular, pero sin sobresalir en ninguno de ellos. Por eso, a medida que el mercado sigue evolucionando, otras químicas han ido ganando popularidad. Más allá de nuevos materiales para los electrodos y el electrolito, nuevas arquitecturas y nuevas tecnologías más eficientes, las baterías LFP, que llevan ya bastante tiempo en el mercado, se están convirtiendo en uno de los competidores más convincentes de las baterías de litio convencionales.
Las baterías LFP funcionan bajo un principio químico y físico muy similar al de la mayoría de las baterías de iones de litio, pero emplean diferentes componentes internos para lograr el resultado final. Dentro de una batería LFP se encuentran muchos de los componentes estándar que existen en otras baterías: un cátodo, un ánodo, un electrolito y un separador. La diferencia es que las baterías LFP aprovechan el LiFePO4 como material del cátodo. El ánodo, aunque puede variar, suele estar fabricado en grafito, que suele ser el material predominante en él.
El grafito es particularmente adecuado para baterías de iones de litio, ya que los espacios dentro de su red cristalina son adecuados para albergar iones de litio con el fin de almacenar energía en una batería cargada, en un proceso conocido como intercalación. Por eso, este componente es común a ambos tipos de batería.
Las celdas de batería con esta química alcanzan una energía específica entre 90 y 120 Wh/kg y un voltaje nominal entre 3,2 V y 3,3 V. Las tasas de carga son de alrededor de 1C y las tasas de descarga oscilan entre 1 y 25C.
El beneficio principal de los cátodos LFP en comparación con los NCM o NCMA, ricos en níquel, con parte de cobalto y parte de manganeso (y también en ocasiones aluminio), es la abundancia relativa de hierro en la tierra. Este aspecto es clave puesto que su mayor disponibilidad respecto a los materiales de las baterías de iones de litio convencionales permite fabricar baterías más baratas, más sostenibles y menos susceptibles a los problemas de la cadena de suministro.
En términos de rendimiento, las celdas LFP ofrecen beneficios en la tasa de descarga y en el ciclo de vida. Con una tasa de descarga de hasta 25 C, las baterías LFP tienen la capacidad de suministrar más energía, más rápido y a temperaturas más altas que las tradicionales de iones de litio. Su ciclo de vida también es más largo. Ofrecen entre 1.000 y 5.000 ciclos de carga/descarga en comparación con los 500–1.000 ciclos de carga/descarga de las baterías de iones de litio.
A cambio la desventaja más significativa de la tecnología LFP está en su densidad de energía. Mientras que las de iones de litio ofrece alcanzan los 150-200 Wh/kg las LFP tan solo llegan a 90-120 Wh/kg. La consecuencia es que las baterías LFP tienden a ser más pesados y más grandes para alcanzar la misma capacidad energética que las baterías de iones de litio.
A pesar de todo esto, atendiendo a razones de crecimiento a largo plazo de su capacidad de producción que es la línea argumental de la tercera parte del Plan Maestro de Elon Musk, Tesla las ha montado en la mitad de los coches eléctricos fabricados en el primer trimestre de 2022. El fabricante considera que debe diversificar su oferta de baterías en función de las necesidades de cada modelo determinado. La mayoría de las baterías LFP que está montando se encuentran en sus vehículos de rango estándar, es decir en los modelos base que no aspiran a autonomías por encima de los 500 kilómetros ni a grandes rendimientos, pero que, sin embargo, cumplen perfectamente con las necesidades de los clientes.
El hecho de que Tesla dependa tanto de esta tecnología da a entender lo mucho que ha madurado y el papel que va a desempeñar en el futuro de la industria. Dado que Tesla es pionera en la movilidad eléctrica, es de esperar que otras empresas sigan su ejemplo en un futuro próximo y comiencen a emplear baterías LFP en parte de su gama de coches eléctricos.