Las baterías para coches eléctrico tienen un nuevo aliado: el Sodio es el material que va a revolucionarlas y es accesible a todo el mundo
Las baterías de sodio podrían ser la salvación para el coche eléctrico y su despegue definitivo, un material abundante y asequible, con ventajas frente al litio.
Hace tiempo que los fabricantes de coches y empresas especializadas en el desarrollo de baterías buscan soluciones para que el coche eléctrico sea más accesible. Aquí se incluyen las baterías en estado sólido, pero también hay que hablar de un material que puede revolucionar este elemento clave en los automóviles eléctricos: el sodio.
La batería es el elemento clave en el sistema de propulsión de un vehículo eléctrico y la mayoría de éstos utiliza baterías de iones de litio. Se han convertido en el estándar en la industria del automóvil eléctrico.
Pero, aunque ofrecen un buen rendimiento, estas baterías también tiene sus limitaciones, como el tamaño o el peso elevado, que dificultan el diseño del vehículo. Igualmente, su densidad y capacidad energética, que determinan la autonomía, o los tiempos de recarga.
A esto hay que añadir el coste de fabricación, muy elevado, debido a los materiales que se necesitan, principalmente, litio, pero también otras de las denominadas tierras raras. La batería es, sin duda, la parte más costosa de un eléctrico, y su abaratamiento es fundamental para su producción en masa.
Pues bien, en los últimos tiempos, la batería de sodio se ha erigido en una solución a este problema, ya que son más económicas y, por tanto, pueden reducir el precio final de los automóviles eléctricos. Existen varios fabricantes trabajando en el desarrollo de baterías de sodio, como CATL y BYD.
Baterías de sodio, la solución al coche eléctrico
El sodio es un elemento químico metálico, alcalino, de número atómico 11 y representado con el símbolo Na, del latín natrium. Abunda en la corteza terrestre, principalmente en forma de sales como el cloruro de sodio o sal común.
Se usa en la fabricación de células fotoeléctricas y, aleado con plomo, como antidetonante de las gasolinas. En los últimos años, este elemento ha ganado notoriedad para la industria del automóvil eléctrico y los fabricantes de baterías.
Una batería de sodio es un sistema de almacenamiento de energía recargable que funciona de manera similar a la batería de litio. La principal diferencia es que transporta la carga utilizando iones de sodio (Na+) en lugar de iones de litio (Li+). Sin embargo, las propiedades físicas y químicas/electroquímicas de ambas baterías son bastante similares.
Para entenderlo, debemos tener en cuenta que su química la componen un electrodo negativo desde donde salen los electrones y otro electrodo positivo que los recibe. Esto hace que, al descargarse, la batería los iones de sodio se mueven desde el electrodo negativo al positivo a través de un electrolito, produciendo así la corriente.
Frente a las de litio, las baterías de sodio pueden completar el doble de ciclos de carga y descarga (unos 4.000, frente a 2.000). Además, son más seguras, no requieren de materias primas críticas, tienen un menor coste de producción, ofrecen un buen rendimiento a bajas temperaturas, son más rápidas en la carga y se pueden descargar al 100%.
Ventajas e inconvenientes
Podemos decir que las principales ventajas de las baterías de sodio son que es un material abundantemente, es una energía eficiente, tienen un bajo coste, tienen gran capacidad de adaptabilidad, son más ligeras, menos tóxicas y no son inflamables.
Por otro lado, las baterías de iones de sodio se pueden construir utilizando las mismas líneas de producción que las de litio, por lo que el cambio no supondría una inversión importante, ya que no requerirá un rediseño de las instalaciones.
Por el contrario, los inconvenientes de las baterías de sodio son que tienen una densidad energética baja y son más grandes. Además, conviene subrayar que la tecnología de iones de sodio aún se encuentra en fase de desarrollo para mejorar su estabilidad estructural.
Las baterías de sodio son relativamente nuevas en el mercado y la falta de una cadena de suministro industrial impide su aplicación positiva. No obstante, las baterías de iones de sodio podrán satisfacer las crecientes demandas de energía limpia en el sector del transporte y en otras aplicaciones, como movilidad industrial y respaldo de energía.
Por su parte, las baterías de iones de litio tienen una mayor densidad energética, poco espesor y son más compactas, pero son muy caras, soportan un número limitado de recargas y soportan peor los cambios de temperatura.
CATL lidera la carrera por las baterías de sodio
El pasado mes de abril, durante el Tech Day celebrado en torno al Salón del Automóvil de Shanghai, CATL presentó una versión mejorada de su batería Shenxing, apodada como Shenxing Plus, que llega a los 1.000 kilómetros de autonomía y permite recuperar algo 520 kilómetros con apenas cinco minutos.
Sin embargo, además de esta súper batería, la compañía china presentó sus planes para avanzar en la fabricación de baterías de sodio. Ya tiene una preparada para su comercialización, bautizada como Naxtra.
Ya se ha probado en circunstancias extremas, incluyendo climas muy fríos e, incluso incendios. Entre los test, los responsables del proyecto destacaron las realizadas en una cámara de hielo a una temperatura de -40 grados. Afirman que, a pesar de lo extremo de la temperatura, la batería no sufrió degradación de potencia.
Con esta batería de sodio, un vehículo híbrido podría alcanzar los 200 kilómetros de autonomía mientras que un eléctrico podría llegar a un rango de 500 kilómetros.
Paralelamente, CATL también trabaja en baterías de doble potencia con diversas composiciones químicas y densidades energéticas variables con las que aspira a alcanzar los 1.000 kilómetros de autonomía.