Aunque todas las baterías funcionan de maneras similares, existen grandes diferencias en los componentes químicos que emplean para generar la corriente eléctrica.
Generalmente elementos como el litio, el níquel o el manganeso son los más comunes. Pero en los últimos tiempos ha cobrado fuerza el uso de alternativas como los fosfatos de hierro. Hoy vamos a hablar de las baterías LFP.
Qué son las baterías LFP
La batería LFP (Lithium Ferrum Phosphate, litio-ferrofosfato o LiFePO₄) es una variante de la batería de litio convencional donde este material se sustituye en su mayoría por láminas de fosfatos de hierro. Estas láminas se concentran en el polo positivo o cátodo.
Enfrente, un conjunto de cristales de carbono forman el polo negativo o ánodo, entre los cuales encontramos pequeñas partículas de litio. Al estar sumergidas en un líquido electrolito, estas partículas obtienen carga eléctrica, abandonando los cristales de carbono y desplazándose al cátodo.
En este proceso se genera la corriente eléctrica, que se agota cuando todo el litio se aloja descargado en el cátodo (en este caso, entre las láminas de ferrofosfato) Cuando eso ocurre, es posible introducir electricidad desde el exterior para recargar la batería y que las partículas vuelvan a su sitio en el ánodo.
Diferencias con las baterías tradicionales
La batería LFP y la convencional de litio-cobalto comparten el mismo principio de funcionamiento. Sin embargo, en las segundas el cátodo se compone por entero de una aleación de litio y cobalto (LiCoO₂)
Esta aleación es más eficaz en la generación de energía, pero presenta dos defectos importantes.
El primero es el elevado coste de los materiales, en especial el litio que ha aumentado su precio un 437% de media en 2021. Por contra, el hierro y los fosfatos son mucho más económicos por ser más abundantes.
Asimismo la combinación de litio y cobalto es altamente tóxica para los seres vivos y el medio ambiente, lo que dificulta el reciclaje de estas baterías. En cambio, los ferrofosfatos son completamente inocuos.
Ventajas e inconvenientes de la tecnología LFP
Desde el punto de vista de la industria, la gran ventaja de las baterías LFP es su bajo coste de producción, por lo económico de sus materias primas en comparación con otros sustitutivos del litio como pueden ser el níquel, el manganeso o el aluminio.
Pero la verdadera clave de esta tecnología es su estabilidad química, que propicia una degradación muy leve a largo plazo. Por ejemplo, después de 3.000 ciclos de carga y descarga, una batería LFP aún tiene disponible un 80% de su carga nominal.
Asimismo, esa estabilidad química es también térmica. Las baterías LFP son mucho menos sensibles a las altas temperaturas. Esta cualidad reduce las posibilidades de sufrir problemas de sobrecalentamiento o incluso, el incendio o la explosión de las celdas.
En cuanto a los inconvenientes el mayor de todos es la densidad energética, que es inferior a la que proporcionan otros tipos de batería. Esta escasez de densidad resulta en voltajes ligeramente inferiores, por lo que no son las baterías más adecuadas para coches de altas prestaciones.
Para compensar este déficit energético es necesario aumentar el número de celdas y, por tanto, el tamaño físico de la batería LFP, que ocupará más espacio en el vehículo y proporcionará una autonomía menor.
Y si bien estas baterías aguantan bien el calor, el frío extremo les afecta notablemente: a partir de -20ºC, su capacidad nominal se reduce hasta la mitad, siendo necesario implementar sistemas de acondicionamiento térmico.
Quiénes las utilizan en automoción
A pesar de que los expertos consideran que las baterías LFP son más aptas para vehículos de transporte pesado, algunas de las ventajas descritas anteriormente atraen la atención de los fabricantes de coches.
Por ejemplo, Tesla ya ha anunciado que las adoptará a nivel global en toda su gama de modelos. Por el momento, su gigafactoría de China ya las monta en los Model 3 que vende en el mercado asiático.
En Europa, algunos de los próximos lanzamientos irán también equipados con ellas como es el caso del futuro Renault 5 E-Tech. Asimismo, Volkswagen quiere montarlas en sus modelos de acceso, siendo el ID.2 el principal candidato.
No obstante, al igual que con otras clases de baterías necesitarán asegurar un suministro adecuado. Por ahora, existen tres fabricantes que producen baterías LFP para automoción: CATL, SK Innovation y Gotion. Mientras que este último está dedicado a ellas en exclusiva, los dos primeros compaginan su producción con la de otros tipos de células.
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