Todos los coches eléctricos tienen una batería que almacena la energía eléctrica y sirve para alimentar uno o varios motores eléctricos. Pero existen diferentes tipos de batería para coches eléctricos y, entre sus diferencias, cada una de ellas tiene una serie de ventajas e inconvenientes. También los vehículos electrificados, tales como mild hybrid, híbridos o híbridos enchufables, e incluso los de pila de combustible, tienen instalada una de estas diferentes baterías.
Batería de Plomo-Ácido
Las baterías de plomo-ácido son un desarrollo poco moderno, bastante antiguas, y son las que más se utilizan en los vehículos convencionales –es decir, en vehículos con motor térmico, tanto gasolina como diésel-. Este tipo de baterías suelen ofrecer entre 6 y 12 voltios, y en vehículos con mecánica híbrida pueden ofrecer autonomías de hasta 100 kilómetros. Su utilización en vehículos electrificados es cada vez menos habitual, y están más bien enfocadas a cumplir con las funciones del sistema de arranque del vehículo, la iluminación o como soporte eléctrico.
Este tipo de baterías tienen una vida muy limitada, en torno a 500 – 800 ciclos de carga y descarga, además de que su densidad energética es muy reducida –apenas 35 Wh/kg- y requieren de un mantenimiento periódico. Se extendió su utilización como apoyo al sistema eléctrico por su reducido coste y porque ofrecen una correcta respuesta en temperaturas frías; sin embargo, su capacidad de carga es muy lenta, por su baja densidad energética son muy pesadas y, además, el plomo es tóxico.
Batería de Níquel-Cadmio
La batería de níquel-cadmio se ha extendido, y mucho, en el entorno del automóvil, pero llegando únicamente a vehículos electrificados y no a los coches eléctricos. Tienen una vida útil notablemente superior a las de plomo-ácido, que llega a los 1.500 ó 2.000 ciclos de carga y descarga, aproximadamente, y su densidad energética es limitada, pero también mejor: en torno a los 50 Wh/kg. También requieren de ciertos cuidados y mantenimiento, en tanto que tienen el gran problema del conocido como efecto memoria, pero son de una gran fiabilidad y además se pueden reciclar por completo.
Las baterías de níquel-cadmio tienen un precio bastante elevado, las altas temperaturas hacen que se degraden de forma precipitada, son bastante contaminantes y, sobre todo, además de tener unas capacidades técnicas limitadas tienen el problema del efecto memoria. Por eso, aunque su uso como apoyo al sistema eléctrico está muy extendido, su utilización en los coches eléctricos no ha llegado a producirse en ningún momento. Algunos electrificados, sin embargo, sí tienen este tipo de batería.
Batería de Níquel-Hidruro metálico
Este tipo de batería, las baterías de níquel-hidruro metálico, han gozado de una muy buena aceptación entre los coches híbridos. Tienen más limitaciones a nivel de vida útil que las mencionadas anteriormente, ofreciendo en torno a los 300 ó 500 ciclos de carga y descarga. Aunque requieren de un importante mantenimiento periódico, lo cierto es que su densidad energética puede llegar a los 80 Wh/kg y eso hace que sean baterías muy interesantes para vehículos electrificados y, sobre todo, coches híbridos.
A pesar de que su vida útil es algo limitada, no tienen un problema de efecto memoria tan acusado como las anteriores, además de que no contienen cadmio, que es un metal tóxico. Su fiabilidad es bastante limitada, no resisten correctamente a las altas temperaturas y, además, no resisten fuertes descargas energéticas y tampoco tienen una buena resistencia a las altas corrientes de carga. No obstante, por su relación entre precio y prestaciones son una buena opción para vehículos híbridos.
Batería de Ion-Litio
Las batería de ion-litio son las más populares en los coches eléctricos puros desde sus orígenes, por muchos motivos. Este tipo de batería ofrece el doble de densidad energética que una batería de níquel-cadmio, y eso quiere decir que pueden ofrecer una autonomía muy superior sin perjudicar en exceso el volumen y el peso. Su vida útil es bastante más amplia que la de otros tipos de baterías, oscilando entre los 400 a 1.200 ciclos de carga y descarga y, además de que no requieren de ningún tipo de mantenimiento, su valor de densidad energética oscila entre 100 y 250 Wh/kg.
Han sido la opción favorita, como tipo de batería para coches eléctricos, porque no sufren del problema del efecto memoria, tienen una muy elevada densidad energética, un tamaño y peso contenidos y una vida útil bastante interesante. Además, son baterías con un nivel de seguridad bastante elevado; sin embargo, requieren de un circuito de seguridad específico, su producción tiene un coste bastante elevado y conllevan ciertas complicaciones a nivel de almacenaje.
Batería LFP
La batería LFP, o batería de litio-ferrofosfato, es una evolución de la batería de ion-litio convencional. En este tipo de batería no se utiliza cobalto, y tienen como principal atributo su gran seguridad, por una mayor estabilidad, por la utilización de una gran cantidad de hierro. Este tipo de baterías ofrece una densidad energética algo inferior, que puede estar en torno a los 100 Wh/kg, pero puede alcanzar niveles de potencia superiores y una durabilidad hasta 10 veces superior.
No requieren de mantenimiento, como las baterías de litio convencionales, y su vida útil ronda los 2.000 ciclos de carga y descarga. Es decir, que este tipo de baterías, aunque con una densidad energética más limitada, y un coste algo superior, son muy convenientes porque permiten mejorar la potencia y aumentar, en gran medida, la seguridad. Es una de las evoluciones favoritas –de las de litio convencionales- de los fabricantes de coches eléctricos.
Batería NCM
Una batería NCM es una batería de ión litio, pero con su cátodo compuesto por níquel-manganeso-cobalto. La composición química de su cátodo hace que este tipo de baterías para coches eléctricos ofrezca unos buenos valores de densidad energética, superiores a los de las baterías compuestas por celdas con química LFP. Por eso, este tipo de batería permite la comercialización de coches eléctricos algo más baratos, pero con buena autonomía.
Tienen mejor rendimiento en temperaturas bajas, pero peor a altas temperaturas, y su seguridad es más reducida. Ofrecen una mejor eficiencia en la carga, pero si la proporción de níquel es elevada, esto hace que las celdas sean más propensas a una degradación algo más acelerada. Sus ciclos de carga son menores que los que puede ofrecer, por ejemplo, una batería compuesta por celdas LFP.
Batería NCA
La batería NCA es, en realidad, una batería de ión litio que tiene la particularidad de que su cátodo está compuesto, a nivel químico, por níquel-cobalto-aluminio. Y esta diferencia química del cátodo, frente a otras baterías de ión litio, hace que este tipo de baterías para coche eléctrico ofrezca una excelente densidad energética. Sin embargo, este tipo de baterías, que también pueden presumir de una muy buena eficiencia de carga, ofrece un rendimiento más bajo que las tipo LFP a altas temperaturas.
Son baterías con muy buen rendimiento a baja temperatura, pero que también, frente a una con celdas LFP, tiene una vida útil más limitada. Son baterías que ofrecen un nivel de seguridad más bajo y que, además, son capaces de soportar una menor cantidad de ciclos de carga.
Batería de Polímero de Litio
Las baterías de polímero de litio son otra evolución de las baterías de ion-litio convencionales. Sin embargo, en este caso estamos hablando de un tipo de batería que ofrece una mayor densidad energética, que puede rondar los 300 Wh/kg. Aunque mejoran de forma notable el dato de la densidad energética, y mantienen importantes ventajas como el hecho de que no requieren de mantenimiento de ningún tipo, tienen sus propios inconvenientes como, por ejemplo, que su vida útil está limitada a 1.000 ciclos de carga y descarga, aproximadamente.
Son baterías que tienen como principal ventaja el hecho de ser más ligeras y eficientes que las de litio convencionales. A pesar de su elevado coste, que es algo común a casi cualquier tipo de batería de iones de litio, y de su vida útil más limitada, son una buena evolución de la batería de litio clásica por su extraordinario dato de densidad energética.
Batería de estado sólido
La conocida como batería de estado sólido es también una evolución de la batería de ion-litio. La principal diferencia radica en que el electrolito no es un líquido conductor, sino que se utiliza un sólido conductor como electrolito. Esto reduce de manera drástica la degradación de la batería a lo largo de los años y, por tanto, implica que las baterías de estado sólido ofrecen una vida útil muy superior.
Se suele utilizar un electrolito de cristal, y sus diferencias a nivel estructural permiten una densidad energética hasta tres veces superior. Es decir, que gracias a ella se pueden conseguir coches eléctricos más ligeros, con más autonomía y con un peso más contenido. Son la ‘gran evolución’ dentro de los diferentes tipos de baterías para coches eléctricos porque, además de todo esto, también ofrecen una estabilidad y seguridad muy superiores, y tiempos de recarga mucho menores que las baterías de litio convencionales.
Batería de sodio
Las baterías de sodio (Na-ion) son parecidas a las baterías de iones de litio, pero la principal diferencia está en que en lugar de litio, usan sodio como elemento activo. Este tipo de batería es mucho más barato que cualquier otro tipo de batería de última generación, por la sencilla razón de que el sodio es muy abundante y económico. Además, tienen otro punto a su favor y es que el sodio no es tóxico, de modo que este tipo de baterías también son más respetuosas con el medio ambiente, y con un alto nivel de seguridad que las asemeja a las baterías LFP.
El problema que tienen las baterías de sodio es que ofrecen una baja densidad energética en comparación con las baterías LFP, y una densidad energética mucho más baja que las baterías NCM. Por eso están pensadas principalmente para coches eléctricos urbanos, de escasa autonomía, así como también para sistemas de almacenamiento energético estacionario –doméstico- en los que el tamaño de la batería no es tan importante como sí lo es su vida útil. Y en esto, en su resistencia a los ciclos de carga y descarga, es algo en lo que también destaca este tipo de batería.
