El cobalto es un material que se utiliza para el cátodo de las baterías de iones de litio, pero tiene algunos importantes problemas. Uno de ellos es que se ve muy afectado por la volatilidad de los precios del mercado, pero el otro es que existen complicaciones geopolíticas que le afectan gravemente. Hay buenas noticias, porque en la Universidad de California han encontrado la forma de fabricar cátodos sin cobalto para las baterías de iones de litio y, además, mejorando la estabilidad y la resistencia a las altas temperaturas.
Las baterías de iones de litio con cátodo con cobalto tienen unas muy buenas prestaciones tanto a nivel de vida útil como en términos de densidad energética. Pero son baterías muy caras y que, además, en los últimos años han estado subiendo de precio de forma casi constante. Por eso en muchos casos se recurre a baterías LFP. Porque, aunque su densidad energética es bastante peor, son mucho más baratas y además no se ven tan afectadas por la subida de precios de los minerales. Y el cobalto tiene otros problemas asociados como, por ejemplo, que su extracción y procesamiento se asocia a la explotación infantil.
Un cátodo sin cobalto para baterías más baratas y coches eléctricos con mejores prestaciones en diferentes campos
Pero ¿solo sirven las baterías LFP como alternativa? La realidad es que no es la única opción alternativa, como explican en Techxplore y detalla este equipo de investigación en la revista Nature. No solo porque existan las baterías con cátodo con alto contenido en níquel, también con muy buenas prestaciones y con sus propios problemas, sino porque han conseguido desarrollar una batería con cátodo en capas sin cobalto que mejora las prestaciones de todas estas.
Esta batería con un nuevo cátodo sin cobalto ha demostrado una tolerancia extremadamente alta al calor y que además consigue una extraordinaria estabilidad a lo largo de multitud de ciclos completos de carga y descarga. Es decir, una batería que resiste mejor las altas temperaturas, y por tanto los sistemas de carga rápida, y que además también puede conseguir una vida útil más amplia que las baterías con cátodo con cobalto o alto contenido en níquel. Y eso es muy importante, porque estos dos tipos de baterías son las que a día de hoy ofrecen las mejores prestaciones en un coche eléctrico.
Definen la técnica que han empleado para la creación de esta batería con nuevo cátodo como un ‘dopaje de alta entropía’. La cuestión es que el cobalto se extrae casi en exclusiva en la República Democrática del Congo, en condiciones abusivas e inhumanas. Todos los fabricantes de coches eléctricos están deseando reducir el uso de cobalto no solo con la intención de reducir los costes de producción y poder bajar sus precios –o aumentar sus márgenes de beneficios-, sino también para alejarse de las prácticas de explotación infantil.
Así que lo que han conseguido es un nuevo tipo de batería que, en esencia, es una evolución de las baterías de iones de litio convencionales. Una alternativa a las que en la actualidad son las mejores baterías de iones de litio que existen, que son las baterías NCA y NCM. Estas son las que dan las mejores prestaciones y, sin embargo, han conseguido una nueva batería que cambia el cátodo por uno que no tiene cobalto y que, además de ser más económico es también más resistente al calor y ofrece una vida útil más larga por los ciclos de carga y descarga sin degradarse.