Las baterías de iones de litio llevan años almacenando la energía de los vehículos eléctricos. La tecnología ha avanzado mucho y se ha logrado aumentar su densidad energética y su potencia de carga, reduciendo así los tiempos de espera en los cargadores. Sin embargo, sus días tal y como las conocemos hoy podrían estar contados. La tecnología basada en electrolitos líquidos estaría cerca de los límites a los que puede llegar. Si bien seguirán siendo el estándar de la industria a gran escala durante muchos años, necesitan una renovación.
Los electrolitos sólidos parecen la solución idónea a esta necesidad, pero es una tecnología a la que todavía le quedan años para poder ser comercializada. Las baterías LFP son, en realidad, baterías de iones de litio que utilizan un electrodo de fosfato de hierro como material catódico. Tienen una alta densidad de energía, una larga vida útil y son muy seguras. Por eso, la industria del automóvil ya ha recurrido a ellas.
Su baja densidad energética es la que, inicialmente, limitó esta tecnología a algunos vehículos de gran tamaño, por su coste significativamente inferior. Esta situación ha llevado a que sea el mercado chino el primero que ha adoptado esta tecnología, razón por la que el 95 % de las baterías LFP se fabrican allí. Cuando Tesla decidió implementarlas en el Model 3 de Autonomía estándar que fabrica en Shanghái fue cuando comenzaron a recibir atención por parte de la industria del automóvil.
El último fabricante que ha dicho que recurrirá a ellas es Ford, que las implementará en la versión de entrada del Mustang Mach-E. Smart hará lo propio con la versión más económica del Smart #1. Pero también han anunciado estrategias similares fabricantes tan importantes como Renault o Volkswagen.
Todos ellos tienen buenas razones para diversificarse y alejarse de las baterías ternarias NCM (níquel cobalto manganeso), las habituales hasta ahora. A pesar de sus ventajas, los materiales utilizados en estas ellas, muy demandados y con un suministro limitado, las hacen muy caras, lo que repercute directamente en el precio final de los vehículos.
En su informe “Global Lithium Iron Phosphate Battery Market, 2021-2028”, la empresa de investigación Fortune Business Insights pronostica un crecimiento espectacular de esta tecnología. El tamaño del mercado mundial aumentará de los 10.000 millones de dóalres1 en 2021 a casi 50.000 millones en 2028, con una tasa de crecimiento anual del 25,6%.
El propio informe indica que “las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) han ganado terreno para ofrecer alto voltaje, densidad de potencia, ciclo de vida prolongado, menos calentamiento y mayor seguridad”, de manera que “la creciente demanda de vehículos eléctricos impulsará la demanda de los componentes de las batería LFP”.
Las ventajas de las baterías LFP
El director global de ingeniería de sistemas electrificados de Ford, Charles Poon, describió los pros de esta tecnología en la presentación de la fábrica que construirá en Estados Unidos junto a CATL. Hay seis datos importantes que hay que conocer sobre ellas y que pueden considerarse una ventaja sobre las baterías convencionales.
- Es una batería de iones de litio. Esta familia de baterías contiene diferentes químicas de que reciben su nombre según la composición química de su cátodo. Están las baterías LCO (óxido de litio y cobalto), las baterías LMO (óxido de litio y manganeso), las baterías NCM (litio, níquel, óxido de cobalto y manganeso) y las baterías NCA (níquel, cobalto, óxido de aluminio y litio). Estas dos últimas son las utilizadas por la industria del automóvil.
- La ‘F’ de ‘LFP’ significa hierro, proviene de ‘Fe’, su símbolo químico y se deriva de la palabra latina ‘ferrum’. Un material muy abundante en la naturaleza.
- Se pueden cargar al 100%. Si bien una de las buenas prácticas de las baterías, para alargar su vida útil, es evitar las cargas completas y las descargas profundas, eso es aplicable a las NMC y NCA, para las que se aconseja una horquilla de funcionamiento entre el 20 y el 80 por ciento de su capacidad. Sin embargo, las LFP tienen el 100% de su capacidad disponible, es decir pueden cargarse por completo sin causar una degradación acelerada de la batería. Esto se traduce en una larga vida útil ya que sus pueden soportar varios miles de ciclos de carga y descarga, lo que las convierte en una opción muy rentable a largo plazo.
- Los LFP son más baratas. Su composición química les permite eludir los problemas de la cadena de suministro y los precios inflados del níquel y del cobalto ya que no son necesarios para el cátodo. Al contrario, este está compuesto de materiales de la familia de minerales olivinos, un componente primario abundante en el manto superior de la Tierra.
- El 17% del mercado mundial de vehículos eléctricos ya funciona con LFP. Aunque hasta ahora su uso era más común en autobuses y camiones eléctricos, es una química que ya está disponible a gran escala para el uso en vehículos más pequeños.
- Son más seguras, debido a su bajo riesgo de sobrecalentamiento o explosión en comparación con otros tipos de baterías de iones de litio. No explotan incluso cuando se las somete a condiciones de temperatura extrema. También son más ecológicas a la hora de reciclarlas, ya que al no contener cobalto este no puede volver al medioambiente de manera inadecuada cuando la batería ya no sirve para el fin que fue creada.
Algunas desventajas
En su discurso, Poon también enumeró algunas de las desventajas de estas baterías en comparación con las química NCM (y, aunque menos utilizada, la NCA), y por las que, por ahora, se prevé que mantengan su dominio.
La característica fundamental de las baterías NCM es que ofrecen mayor potencia nominal y mayor densidad de energía. Es decir, con ellas se puede lograr mayor autonomía con el mismo peso y volumen. Esto no significa que un coche eléctrico con batería LFP no pueda viajar y realizar largos recorridos. Sin embargo, la mayoría de los fabricantes las reservan para la gama de entrada que, habitualmente, ofrece prestaciones inferiores. Además, su menor precio, es también apropiado para facilitar el acceso a un vehículo eléctrico a la mayor parte de los compradores.
Las baterías LFP tienen más sentido para aquellos conductores para los que la autonomía no es el factor de decisión primordial. “Todos los beneficios de LFP son atractivos para ciertos tipos de clientes, como los dueños de negocios que recorren las mismas rutas con sus vehículos una y otra vez y recargan con frecuencia”, afirmó Poon. “También para quien usa su vehículo eléctrico principalmente en viajes cortos y rutinarios, en general urbanos.”
