En cada una de las celdas de una batería hay dos electrodos: el ánodo y el cátodo. El cátodo de una batería es el electrodo positivo, el que sufre la reacción de reducción. Es decir, es el que reduce su estado de oxidación porque recibe electrones. Por contra, el ánodo de la batería es el electrodo negativo. Y es un componente químico de vital importancia para la batería de un coche eléctrico.
Desde el punto de vista químico, el cátodo de una batería –o más bien, de una celda de batería- es el rol que toma un electrodo cuando sufre la reacción de reducción, a través de la cual un material reduce su estado de oxidación por la recepción de electrones. En la batería de un coche eléctrico, el cátodo es la parte de la celda de batería con polaridad positiva.
El cátodo de una celda de batería
Una celda de batería de iones de litio, de la batería de un coche eléctrico, se compone del cátodo, que es el electrodo positivo; el ánodo, que es el electrodo negativo y un electrolito líquido que está compuesto por solventes orgánicos. Este último, el eletrolito líquido, es el que permite la transferencia de iones de litio desde el ánodo al cátodo. Y cuenta además con un separador, que es el que evita que las celdas de la batería puedan sufrir un cortocircuito.
De media, el cátodo supone más de la mitad del coste de una celda de batería. Y es en él en el que se centran la mayoría de las investigaciones para el desarrollo de las baterías de iones de litio. De hecho, de la mera diferencia de la composición química del cátodo de las celdas de batería nacen los diferentes tipos de baterías de iones de litio. Podemos diferenciar por baterías LFP, con cátodo de hierro y fosfato; baterías NMC, compuestas por níquel, manganeso y cobalto, y un largo etcétera.
Casi todas las baterías se diferencian únicamente por esta parte de la celda
De la química del cátodo de las celdas de una batería de iones de litio dependen datos clave como la densidad energética, por ejemplo. Por lo tanto, la autonomía de un vehículo eléctrico, entre otras características técnicas, está estrechamente relacionada con la química que compone el cátodo de la batería. Es precisamente por eso por lo que es el componente más caro de las celdas de las baterías de iones de litio y, como comentábamos también, el componente en el que más se invierte para la investigación y el desarrollo. La fiabilidad, o la vida útil de la batería, también depende de la composición química del mismo.
Cuando hablamos de baterías para coches eléctricos, hay dos tipos que predominan: las LFP y las NCM. Y la diferencia entre unas y otras está, precisamente, en la composición química del cátodo. Pero el resto de partes de la celda se mantienen igual, tanto el ánodo como el electrolito. Este tipo de baterías, por cierto, utilizan todas ellas un electrolito líquido.