Por qué son mejores las baterías de litio que las de níquel

(Infodiez-4/12/19)

La industria del automóvil usa varios tipos de batería para sus coches eléctricos. Las de Hidruro de Níquel-Metal y las de Iones de Litio, principalmente. Pero ¿por qué son mejores las que basan su composición en el Litio? Depende del tipo de coche.

Los coches eléctricos, y más específicamente los ‘electrificados’, no solo no son iguales entre ellos sino que, además, guardan importantes diferencias. Y esas diferencias aparecen con solo fijarnos en su sistema de almacenamiento energético, es decir, la batería. Puede basarse en varias tecnologías, pero el níquel y el litio son las más extendidas.

La batería de un coche eléctrico tiene varios valores, o variables, que van a condicionar las prestaciones del mismo. Los datos más importantes, en las baterías de los coches eléctricos, son la densidad energética de la misma, su capacidad y su potencia, aunque hay otros valores y datos técnicos que deberían considerarse.

Las ventajas de las baterías de Litio frente a las de Níquel

La composición de unas y otras baterías es la diferencia principal, y es la que determina sus características técnicas básicas, las diferencias que realmente queremos abordar en este artículo. Aunque hablamos de ‘baterías de litio’ y de ‘baterías de níquel’, lo cierto es que hay diferentes tipos de unas y otras.

Podríamos hablar de baterías de Níquel Cadmio, Níquel Metal Hidruro, Iones de Litio y Polímero de Litio. Pero las más extendidas son las de Níquel Metal Hidruro y las de Iones de Litio. Y en ellas, las diferencias más destacables, que afecten a las prestaciones de un coche eléctrico o electrificado, están en la densidad energética, su longevidad y su coste.

Las baterías de iones de litio tienen una densidad energética elevada que permite ofrecer una gran capacidad en un volumen contenido y con peso reducido; así, vemos vehículos con baterías de 60 kWh, o incluso 100 kWh, que aunque superan en peso a sus equivalentes con motor térmico, no con cifras excesivas.

Una batería de Iones de Litio puede ofrecer la misma capacidad que una de Níquel en la mitad de tamaño, aproximadamente, aunque este tipo de datos dependen y mucho de las especificaciones particulares de cada batería. Pero además, no sufren del conocido como ‘efecto memoria’, que si bien ha ido reduciéndose en las baterías de Níquel, existe.

Los inconvenientes del Litio frente al Níquel en baterías de coches eléctricos

La mayoría de los problemas, en cuanto al Litio, y en relación a las baterías de los coches eléctricos, está en la disponibilidad. Pero antes de ahondar en ello, el gran inconveniente de este tipo de compuestos está en el precio. Es mucho más alto para las baterías de Litio que para las de Níquel, y es una de las justificaciones de los altos precios de los coches eléctricos. Aunque hay más factores.

Además de esto, las baterías de Iones de Litio son más inseguras que las de hidruro de níquel-metal. Al no usar líquidos inflamables, no se pueden incendiar cuando se produce un recalentamiento o una sobrecarga. Esto hace que sus sistemas de refrigeración y los controles electrónicos sean más simples, luego se reducen tanto el coste como el peso a añadir al conjunto.

Las baterías de Iones de Litio y las de Hidruro de Níquel-Metal están cada vez más cerca

Hay otros desarrollos en paralelo, de baterías con composiciones alternativas, pero las mayores inversiones de los últimos años se las han llevado estos dos tipos de baterías. Que no solo se utilizan en coches eléctricos, o electrificados, sino en muchos otros dispositivos electrónicos, especialmente las de Iones de Litio.

En las cifras anteriores, no obstante, podemos ver que en sus mejores especificaciones, la batería de Hidruro de Níquel-Metal sigue lejos de lo que puede ofrecer una batería de Iones de Litio con idéntico volumen. Y los dispositivos de seguridad y refrigeración no incrementan el peso hasta poder equipararlo, aunque sea un aspecto relevante.

El uso de una u otra batería depende del tipo de coche eléctrico en que se utilice

El elevado precio de los coches eléctricos tiene que ver con el precio del litio, por su escasez. Sin embargo, lleva años bajando por las nuevas minas de extracción y, mientras tanto, los coches eléctricos siguen sin bajar de precio de forma proporcional. Esto es porque, además, el desarrollo de nuevas plataformas ha propiciado costes adicionales en los coches eléctricos puros.

También el desarrollo de nuevos motores, como el AP310 de Volkswagen y, en definitiva, una serie de cambios estructurales asociados, como las modificaciones en las plantas de producción de vehículos. Son muchos más cambios los que hay detrás del paso de un térmico a un eléctrico, además del ‘cambio’ de un depósito de combustible a una batería.

Por eso, no es lo mismo un eléctrico puro que un electrificado. En los primeros se suelen usar baterías de Iones de Litio de grandes dimensiones y gran capacidad, normalmente ubicadas en el ‘piso’ del vehículo entre las ruedas, a modo de plancha. Los segundos, sin embargo, en muchos casos usan baterías de Níquel ubicadas bajo los asientos o en el maletero –entre otras ubicaciones-.

Un coche eléctrico requiere de mucha energía eléctrica; un electrificado, que es un híbrido, solo necesita un poco y como apoyo al sistema térmico. Los híbridos son más baratos por este motivo, porque aunque sus sistemas de impulsión suelen ser algo complejos, su plataforma es la de un térmico casi siempre, y la batería es pequeña, de Níquel y de muy bajo coste.