Baterías del coche eléctrico
20/07/2018Las baterías del coche eléctrico es una parte muy importante de estos, son la clave para ofrecer una buena autonomía y, por tanto, para el éxito de este tipo de vehículos.
Todavía son pocos los coches eléctricos que circulan por España, pero las políticas restrictivas de circulación de algunas ciudades están contribuyendo a este aumento de la demanda.
Índice
¿De qué está fabricada las baterías del coche eléctrico?
En primer lugar hay que clasificar las baterías dependiendo de su composición:
-Baterías de plomo y ácido de descarga profunda
Están compuestas por un electrolito líquido de ácido sulfúrico y por placas de plomo formando el ánodo y el cátodo. Este tipo de batería fue el más común para tracción de vehículos eléctricos, dada su robustez, gran oferta en el mercado y bajo precio. Pero requerían revisión y reposición periódica del nivel de electrolito, el cual se evapora durante la recarga. Además, tienen un impacto ambiental notable si no se reciclan, y una vida bastante corta, necesitando sustitución cada 3 años aproximadamente.
Se trata de una tecnología obsoleta y que ha sido superada hoy en día e inadecuada para el desarrollo del vehículo eléctrico principalmente por su baja densidad energética y pobre eficiencia que suele ser del 70-75%.
-Baterías Ni-MH
Utiliza un ánodo de oxihidróxido de níquel (NiOOH) y un cátodo de una aleación de hidruro metálico, de ahí su nombre. Su densidad de energía llega hasta los 100 Wh/kg, superando ampliamente a las de plomo. Este tipo de baterías muestra una longevidad muy alta, siendo su uso adecuado para coches híbridos, aunque tienen en contra una eficiencia baja, del 60-70%, y un bajo rendimiento a baja temperatura. Para coches 100% eléctricos no se usa hoy día.
-Baterías Ion Litio
Es el tipo de batería más extendido cuando se busca que posean mínimo peso y volumen, por lo que se utiliza en ordenadores portátiles, tablets, teléfonos móviles así como en la mayoría de los coches eléctricos actuales.
El típico esquema químico es electrolito de iones de litio, ánodo de grafito y cátodo de óxido de cobalto, trifilina u óxido de manganeso, que es capaz de conformar baterías con una potencia y densidad energética muy altas, de más de 250 Wh/kg en las últimas investigaciones, aunque los vehículos eléctricos utilizan versiones de menor densidad a cambio de conseguir una baja inflamabilidad, recarga rápida, mayor durabilidad y mayor respeto al medioambiente. Así mismo, la eficiencia de la carga descarga es de un respetable 80-90%.
Los puntos débiles de esta tecnología van siendo superados, sobre todo en la autonomía, todo ello debido al aumento de su densidad energética sin afectar prácticamente a su volumen.
¿Cuánto se tarda en cargar las baterías del coche eléctrico?
Generalmente el tiempo de recarga de un coche eléctrico depende básicamente de la potencia de la recarga y de la propia batería.
Las recargas más lentas y con baterías menos potentes, las recargas pueden llegar a dilatarse hasta 12 horas. Los cargadores más comunes hoy en día pueden ofrecer recarga completa entre 1 hora y 2.
Los supercargadores de Tesla consiguen la recarga de hasta el 80% de la batería en apenas media hora con baterías de 22 kWh.
¿Se reciclan las baterías del coche eléctrico?
Baterías de coches eléctricos
En Europa según las leyes actuales, los productores de las baterías de vehículos eléctricos deben correr con los costes de la recogida, gestión y reciclaje. Pueden hacerlo mediante sus propias instalaciones o con partners especializados. Según datos oficiales, actualmente, se reciclan sólo el 5 % de las baterías de litio que salen al mercado. No existe aún un estándar a la hora de proceder con el reciclaje. Algunos fabricantes como Toyota, Tesla Peugeot o Citroën trabajan con compañías que consiguen reciclar y obtener níquel, cobalto y otros metales para su uso en nuevas baterías. Otras marcas de coches destinan las baterías antes de que se descarguen por completo a su uso como celdas de almacenamiento de energía en los hogares.
¿Qué nos depara el futuro de las baterías?
Una de las soluciones que mayor autonomía está consiguiendo son las baterías con celdas de litio-níquel-manganeso-cobalto. Son algo más caras, pero en el precio final del coche sólo afectan entre un 5 y 10 por ciento. Las llevan el Renault ZOE, el Opel Ampera-e, entre otros.
A continuación otros tipos de batería en fase experimental, por orden de mayor a menor madurez. Posiblemente una de ellas tome el relevo de las de ion litio dentro de unos años:
Baterías con nanotecnologías
Ya están empezando a aplicarse a baterías comerciales, suponiendo el paso evolutivo más próximo. No es estrictamente un tipo de batería sino un tipo de ánodo aplicable a las actuales de baterías. Gracias a una microestructura espacial, el ánodo multiplica la superficie de contacto con el electrolito mejorando espectacularmente las prestaciones de las baterías sin aumentar su tamaño y peso. El desarrollo nanotecnológico engloba a varios tipos como el grafeno, la trifilina, ya presente en baterías comerciales, nano-hilos, estructuras de espuma, nanoyolk, etc.
Baterías de litio en estado sólido
El electrolito es de metal de litio en lugar de líquido. Gracias a esto la densidad energética y eficiencia aumentan y disminuye notablemente su inflamabilidad. Además todo son ventajas mejorando tiempos de recarga y ciclos de vida. Todo apunta a que pueden suponer el siguiente escalón tecnológico a medio plazo.
Supercondensadores
Realmente el condensador es el acumulador eléctrico perfecto, muy antiguo y utilizado en electricidad y electrónica, se trata realmente de un almacén físico de electrones sin electrolito ni reacciones químicas. Su velocidad de carga y descarga es casi ilimitada, su eficiencia es prácticamente del 100% y su vida superaría a la del resto del vehículo. El problema es su baja densidad energética pero, en caso de llegar a buen término el desarrollo de innovadoras membranas dieléctricas, podrían ser la solución definitiva.
Baterías de metal-aire
Las hay de zink y de aluminio. En lugar de un electrolito cerrado la batería “respira”, utilizando el oxígeno del aire para regenerarse. Sus prestaciones son muy atractivas, aunque aun se encuentran en fase temprana de desarrollo.
En cuanto al futuro del proceso de recarga todo indica que camina hacia la inducción. Es decir la misma tecnología que usa por ejemplo iPhone para recargar sin cables. Es un sistema que aún necesita mucho desarrollo principalmente por problemas de rendimiento. Siguiendo el principio de inducción la otra futura tecnología permitiría la recarga en marcha. En puntos concretos de la ciudad los coches recibirían la energía según circularan.
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