Para seguir siendo competitivos en los tiempos actuales, hay que tener tecnologías de baterías punteras. Hay muchos frentes abiertos y General Motors (GM) está avanzando en el desarrollo de baterías de química mixta, una tecnología que promete combinar lo mejor de dos mundos: las prestaciones y los bajos costes.
En una reciente solicitud de patente publicada por la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos (USPTO), General Motors detalla su enfoque para integrar diferentes químicas en un solo paquete de baterías para vehículos eléctricos. Un enfoque poco habitual que pretende combinar lo mejor de dos mundos.
El concepto combina celdas de níquel-manganeso-cobalto (NCM), utilizadas por su alta densidad energética, con celdas de fosfato de hierro y litio (LFP), una opción más económica y estable, y cada vez más utilizada. Las celdas LFP, también llamadas litio-ferrofosfato, son la tecnología mayoritaria en China y en los coches eléctricos chinos que se venden en Europa.
La idea es dividir ambas químicas en módulos separados dentro del mismo paquete. Hay módulos con celdas NCM y módulos con pilas LFP. Los módulos están controlados por un sistema que decide qué celdas usar en función de la temperatura, el estado de carga y las necesidades del vehículo en cada momento.
Una solución para el equilibrio ¿perfecto?
El objetivo de General Motors con este diseño es resolver uno de los principales retos de las baterías actuales: el compromiso entre rendimiento y coste. Las celdas NCM ofrecen mayor autonomía y potencia, pero son notablemente más costosas que las LFP debido al uso de materiales caros como el cobalto y el níquel.
Por su parte, las baterías LFP prescinden del cobalto y del níquel. Tienen menor densidad energética (por tanto ofrecen menos autonomía para un tamaño dado), pero son mucho más asequibles. Al combinar ambas tecnologías en un mismo paquete, GM busca ofrecer un equilibrio óptimo entre prestaciones y costes de producción.
Uno de los desafíos técnicos más importantes al trabajar con químicas diferentes es el riesgo de un desequilibrio de carga, lo que puede reducir la capacidad utilizable del paquete. La solución que propone General Motors es un controlador avanzado que podría desconectar uno de los módulos mientras carga el otro, optimizando la gestión energética y evitando pérdidas.
Ventajas prácticas para los vehículos eléctricos
El sistema también podría mejorar otros aspectos prácticos. Por ejemplo, algunas químicas como la NCM permiten tiempos de carga más rápidos, mientras que las LFP son más duraderas a largo plazo y soportan más ciclos de carga. Combinarlas podría resultar en baterías más pequeñas y ligeras que una LFP completa, sin sacrificar autonomía, pero reduciendo el coste y la dependencia de materias primas críticas en comparación con una NCM completa.
Este enfoque también aborda la tendencia de los paquetes de baterías cada vez más grandes que, aunque ofrecen mayor autonomía, son más costosos (y suelen necesitar más tiempo para cargar en condiciones reales). Con una solución de química mixta, General Motors busca optimizar tanto la autonomía como el tiempo de carga y la vida útil.
General Motors no es la primera ni la única
GM no es la única compañía trabajando en esta dirección. El gigante chino de las baterías CATL, el mayor fabricante del mundo, ya ha anunciado paquetes de química mixta enfocados en cargas rápidas para híbridos enchufables.
Por su parte, la startup estadounidense Our Next Energy (ONE) demostró que su tecnología mixta podría aumentar la autonomía de un BMW iX hasta cerca de los 1.000 kilómetros, casi duplicando la cifra homologada con la batería original. Incluso Mercedes-Benz está desarrollando hardware que podría soportar celdas de química mixta en el futuro.
Aunque aún falta para que estas tecnologías lleguen al mercado, la apuesta de General Motors por baterías de química mixta representa un paso importante hacia la solución de algunos de los compromisos de los vehículos eléctricos. Si se logra implementar este enfoque de manera eficiente, podríamos estar viendo el inicio de una nueva generación de coches eléctricos más asequibles, pero sin perder prestaciones.