La batería NCM debe su nombre a las células de óxido de litio níquel-manganeso-cobalto, que se abrevia como NCM. Es decir, que se trata de una batería de ion-litio, pero con un cátodo compuesto por un 80% de Níquel, un 10% de Manganeso y un 10% de cobalto. Esta composición química del cátodo, en las baterías NCM, hace que cuenten con una elevada capacidad de almacenamiento energético con buenos valores de densidad energética, pero además garantiza unos costes más bajos.
Su nombre, el de las baterías NCM, tiene que ver con la abreviación de níquel-manganeso-cobalto. Las celdas, en una batería de este tipo, varían con respecto a las de una batería de ion-litio convencional en el cátodo. Su composición química es distinta, formada en su mayoría por Níquel (un 80%), pero también por Manganeso y Cobalto (un 10% de cada uno, aproximadamente). Esta solución química para el cátodo es más fácil de sintetizar que las baterías comunes de óxido de litio y cobalto, pero además es más económica y ofrece buenas propiedades a nivel de reversibilidad, con una buena capacidad de almacenamiento energético y una buena densidad energética.
La batería NCM o batería de níquel-manganeso-cobalto
Existen, eso sí, diferentes tipos de baterías NCM, en función de la proporción de cada componente. Aunque lo más habitual es que el alto contenido en níquel sea común entre este tipo de baterías, lo cierto es que las hay con proporciones distintas en la composición del cátodo. Las líneas de investigación y desarrollo principales apuntan hacia un 80% de Níquel porque esta proporción en la composición mejora la capacidad específica de las baterías. Al mismo tiempo, eso sí, someter cátodos NMC a voltajes elevados, cuando la proporción de níquel es elevada, provoca que se acelere la degradación.
Las baterías NCM ofrecen una elevada densidad energética, superior incluso a los valores que puede ofrecer una batería LFP. Esto hace que sean especialmente interesantes para coches eléctricos, donde es importante aprovechar el espacio –bastante limitado- ofreciendo el menor peso posible y la mayor autonomía posible. Gracias a la mayor tasa de difusión de electrones, y a la mayor movilidad del litio, las baterías NCM ofrecen mejores datos de densidad energética que las baterías LFP equivalentes.
Pero además, este tipo de baterías tiene una gran ventaja, y es que su precio es más bajo. ¿Por qué? Porque el voltaje de las celdas es superior al de las celdas de una batería LFP, por lo que en una batería completa hay menor cantidad de celdas. En definitiva, en lo relativo al coche eléctrico, esto resulta en un precio de fabricación más bajo y, por tanto, la posibilidad de ofrecer precios más bajos al público.
Hay que tener en cuenta, eso sí, que las baterías NCM ofrece una menor vida útil que las baterías LFP. Su resistencia a los ciclos de carga es menor. Su baterías que se degradan antes y que, por lo tanto, no pueden garantizar durante tanto tiempo, o durante tantos kilómetros, mantenerse con sus propiedades originales. Es por eso que algunos fabricantes prefieren utilizar otro tipo de química en las baterías de sus coches eléctricos.
Ventajas e inconvenientes de las baterías NCM frente a las LFP
Por la composición química de su cátodo, las baterías NCM (níquel, cobalto y manganeso) destacan principalmente por ofrecer una mayor densidad energética que las baterías LFP. Esto se traduce en que, a igualdad de peso y volumen, una batería NCM puede almacenar más energía, permitiendo mayor autonomía o bien packs de batería más compactos y ligeros. Por este motivo, las NCM han sido tradicionalmente la opción preferida en vehículos eléctricos de gama media y alta, donde la eficiencia y el peso son factores clave.
Sin embargo, esta mayor densidad energética tiene una contrapartida clara en términos de vida útil. Las baterías NCM suelen ofrecer entre 1.500 y 2.500 ciclos de carga y descarga completos antes de que la degradación empiece a ser significativa, mientras que las LFP pueden superar con facilidad los 2.000–3.500 ciclos. En la práctica, esto implica que una batería NCM suele estar diseñada para cientos de miles de kilómetros, pero no tanto para superar holgadamente el millón de kilómetros como sí puede ocurrir con una LFP.
Otro aspecto importante es la seguridad. Las baterías NCM presentan una menor estabilidad térmica que las LFP debido a su composición química. Aunque los sistemas de gestión térmica actuales mitigan en gran medida este riesgo, siguen siendo más sensibles a la fuga térmica en caso de fallo grave, sobrecarga o daño estructural. Por ello, requieren sistemas de refrigeración más complejos y estrictos.
En cuanto a costes, las baterías NCM son más caras de fabricar porque utilizan níquel y cobalto, materiales costosos y con una fuerte dependencia geopolítica. El uso de cobalto, además, conlleva implicaciones éticas y medioambientales, algo que ha empujado a muchos fabricantes a reducir su proporción o a apostar directamente por tecnologías alternativas como las LFP.
Donde las baterías NCM sí destacan claramente es en el rendimiento dinámico. Gracias a su mayor voltaje nominal y a su menor peso, suelen ofrecer mejor eficiencia a altas velocidades, mejores prestaciones y una respuesta más consistente en climas fríos, donde las LFP tienden a sufrir caídas de potencia más acusadas. Además, las NCM suelen admitir potencias de carga rápida más elevadas, especialmente en rangos medios de carga.
Como punto negativo, las baterías NCM sufren más con las cargas y descargas profundas. Descargar de forma habitual por debajo del 20 % o cargar por encima del 80–90 % acelera su degradación, por lo que requieren una gestión más cuidadosa por parte del usuario y un rango de uso “óptimo” más limitado frente a las LFP.
En resumen, las baterías NCM ofrecen más autonomía, menor peso, mejores prestaciones y mejor rendimiento en frío, pero a cambio presentan menor vida útil, mayor coste, menor tolerancia al abuso y una seguridad intrínseca inferior a la de las baterías LFP. Por eso, hoy en día conviven ambas tecnologías, cada una orientada a un tipo de vehículo y de usuario muy concreto.
