Información básica sobre las baterías

Lo que debes saber sobre las baterías en los coches eléctricos.

¿Qué tipos de baterías se utilizan en los coches eléctricos?

Hasta ahora, las baterías de iones de litio se han utilizado principalmente en automóviles eléctricos. Estos almacenan energía en forma química y luego liberan esta energía como energía eléctrica al conducir. En principio, las baterías de los coches eléctricos no difieren de las baterías que se utilizan, por ejemplo, en los smartphones. Dado que un automóvil eléctrico requiere mucha más energía, las baterías se dividen en módulos, que a su vez consisten en celdas individuales.

La batería LFP es un tipo especial de batería de iones de litio en la que el electrodo está hecho de fosfato de hierro y litio en lugar de cobalto de litio. Por lo tanto, en la producción de baterías LFP, se puede prescindir del raro cobalto, lo que las hace más baratas. Sin embargo, las baterías LFP son menos resistentes al frío. Cuando la temperatura ambiente desciende, una batería LFP pierde energía rápidamente. Las baterías LFP se han mencionado recientemente con frecuencia en relación con el fabricante chino BYD. El fabricante llama a sus baterías "baterías de cuchilla" y las entregará a partir del segundo trimestre de 2022, especialmente a Tesla. Según BYD, la característica especial de las baterías de cuchillas es el número extremadamente alto de 3.000 ciclos de carga posibles.

Una nueva tecnología de batería probablemente se lanzará a finales de 2023. La llamada batería de iones de sodio prescinde de materias primas caras como litio, cobre, níquel y cobalto. Las materias primas necesarias para las baterías de iones de sodio son más fáciles de obtener y procesar con menos energía. Además, las baterías de iones de sodio son menos inflamables, de mejor carga rápida y más potentes a bajas temperaturas. En general, esta nueva forma de batería es más sostenible y rentable de fabricar.

El tercer tipo de batería también está todavía en desarrollo. Se espera que las llamadas baterías de estado sólido estén listas para el mercado a finales de 2022. Las baterías de estado sólido son menos complejas que las baterías de iones de litio, ofrecen una mayor densidad de energía y son significativamente más baratas de fabricar. Las baterías de estado sólido también serán más pequeñas, por lo que la autonomía del coche eléctrico aumentará significativamente. El fabricante chino de automóviles eléctricos Nio ha anunciado una batería de estado sólido que proporcionará una autonomía de más de 1.000 km.

El Instituto Fraunhofer alemán está trabajando en una batería con tecnología SALD,que también debería garantizar rangos extremos y también se puede cargar unas cinco veces más rápido que una batería de iones de litio actual. Estamos investigando nuevos tipos de baterías para la electromovilidad en todo el mundo. Hasta que las nuevas baterías alcancen la madurez del mercado, la batería de iones de litio se desarrollará aún más, de modo que también se puede esperar un progreso en el alcance, el tiempo de carga y la compatibilidad ambiental en un futuro próximo.

¿Qué problemas surgen en la producción de baterías para coches eléctricos?

Aunque diferentes estudios llegan a conclusiones diferentes, el CO2 producido durante la producción de baterías se considera un problema importante. Así que antes de que un coche eléctrico salga a la carretera, ya tiene una gran llamada "mochila de CO2" en su equipaje. Sin embargo, en comparación con los automóviles con motores de combustión, esto se volverá cada vez más pequeño con el tiempo porque no se emite CO2 durante el funcionamiento del automóvil eléctrico.

¿Cuánto tiempo dura la batería en el coche eléctrico y qué le sucede cuando está vacía?

Una batería de coche eléctrico con tecnología de iones de litio se puede cargar entre 1.500 y 2.500 veces. Con un alcance promedio de aproximadamente 200 km por carga, esto resulta en un kilometraje de 300,000 a 500,000 kilómetros. Las baterías más modernas ya deberían poder cargarse hasta 3.000 veces. Con el tiempo, sin embargo, las baterías pierden capacidad, de modo que al final de la duración de una batería solo está disponible del 70 al 80 por ciento de la capacidad original.

Los fabricantes de automóviles suelen dar una garantía de 8 años en sus baterías. Si una batería para un coche eléctrico ya no tiene suficiente capacidad, se puede utilizar para otras tareas o se recicla. En la llamada aplicación "Second-Life", la batería se puede utilizar e.B. como almacenamiento de energía en hogares privados durante otros 10 a 12 años, ya que la batería está significativamente menos estresada aquí debido a las fases de carga y descarga más uniformes.

Otra opción es el reciclaje de baterías, que, sin embargo, actualmente todavía no es rentable debido a la energía requerida. Hay dos enfoques para reciclar baterías de automóviles: fusión o procesamiento mecánico. La tasa de reciclaje para el procesamiento es del 90%. La mochila de CO2 de la batería podría reducirse en aproximadamente un 40% con este tipo de reciclaje.

Las plantas de reciclaje de baterías anteriores se encuentran en Bremerhaven, Bruselas y Salzgitter. Volkswagen ha estado operando la planta piloto en Salzgitter desde principios de 2021 y puede procesar 3.600 baterías allí por año. Una batería típica de un coche eléctrico contiene una gran cantidad de aluminio, plástico y acero. Además, se pueden reciclar unos 4 kg de litio, 11 kg de manganeso, 12 kg de cobalto, 12 kg de níquel y 33 kg de grafito.

Actualmente, una gran parte de la batería para coches eléctricos sigue en uso ya sea en los propios coches eléctricos o en aplicaciones de segunda vida. Por lo tanto, tomará algún tiempo antes de que comience el reciclaje de baterías en grandes cantidades.

¿Qué tan pesadas son las baterías de los autos eléctricos y dónde están ubicadas?

En los automóviles eléctricos modernos, las carcasas de las baterías con los módulos de batería individuales se encuentran en el piso del vehículo. La carcasa de la batería protege las baterías en caso de accidente y la instalación en el piso del vehículo garantiza un centro de gravedad bajo debido al alto peso de las baterías, lo que beneficia el comportamiento de conducción. El peso de una batería de coche eléctrico es de entre 250 kg y 700 kg.