Una reacción química da vida a la movilidad eléctrica. Dos electrodos que se denominan ánodo y cátodo, junto con un electrolito generan una reacción a nivel químico dentro del circuito cerrado de la batería. El proceso posteriormente provee la energía requerida por el vehículo eléctrico para movilizarse y activar todos sus sistemas, de acuerdo con Luis Ramírez Carmona, asesor del área de Electricidad & Electrónica de la Escuela de Ingeniería y Tecnología de Inacap.

Uno de los aspectos de mayor interés en la electromovilidad es la autonomía que permiten las baterías. Según Luis Ramírez, es fundamental la densidad por unidad de medida presente internamente en la batería, dado que este aspecto incidirá en el rango máximo del vehículo.

“La autonomía que pueda alcanzar un vehículo depende de factores como el estilo de conducción del conductor, el peso del vehículo (cantidad de peso que transporte), superficie por la cual circule, y principalmente, de la densidad de energía que contengan las baterías (cantidad de energía almacenada por unidad de volumen), la cual es limitada”, complementa el experto.

Temperatura y degradación

Ramírez señala que para el caso de las baterías de ion litio, la temperatura es “uno de los principales enemigos, puesto que la exposición prolongada a altas temperaturas acelera su degradación”.

El sistema de enfriamiento está integrado a las baterías, ya que el radiador está ubicado dentro del pack de baterías. Pero aún así la degradación de los materiales es inevitable.

El listado de recomendaciones que entrega el experto para optimizar el uso de las baterías es el siguiente:

  • Para el caso de las baterías actuales, una de las formas de aumentar su vida útil es no permitir que la batería se descargue completamente, puesto que va limitando la capacidad de almacenamiento de energía de esta.
  • Cuando un vehículo eléctrico queda inactivo por un periodo prolongado, lo aconsejable es dejar el cargador conectado, limitando su máximo de carga a un nivel de aproximadamente 90%, puesto que el vehículo, aunque esté inactivo, siempre mantiene un consumo pequeño de energía, de esta forma evitaremos que la batería llegue al punto de descarga profunda.
  • No permitir que el vehículo se exponga prolongadamente a ambientes de alta temperatura, puesto que las baterías expuestas a esta condición tendrán una vida útil menor.
  • También es aconsejable mantener las baterías en un rango de carga que oscila entre 30% y 90% de carga.

En otra arista, Williams Calderón, jefe de Conversión de Energía, Almacenamiento y Electromovilidad del Centro de Energía de la Universidad de Chile, asegura que se debe realizar una conducción inteligente.

Según el experto, “es lo mismo que pasa con un auto a combustión. Cuando tú aceleras o frenas bruscamente en distancias cortas, en el fondo estás haciendo ineficiente el consumo de combustible. Si vas a pedirle al vehículo (eléctrico) más energía de la batería cuando es innecesario, significa más desgaste”.

Marcas de autos y tratamiento de baterías

Algunas empresas de ventas de vehículos como BMW i, Gildemeister y Nissan, a fines de 2018 firmaron el compromiso público privado para fomentar la electromovilidad. El acuerdo incluyó a tres ministerios (Energía, Medio Ambiente y Transportes), junto con 38 organizaciones privadas.

El gerente de Postventa de Gildemeister, Samuel Heinrich, explicó a ELECTRICIDAD que en Chile “la garantía de la batería de alto voltaje de un Hyundai Ioniq es de ocho años con kilometraje ilimitado”.

Heinrich agrega que, según las instrucciones del fabricante, una batería debiera reemplazarse cuando presenta los siguientes síntomas:

  • Olor a acrílico que representa fuga de electrolito.
  • Temperatura de batería excesivamente alta (sobre 60° Celsius).
  • La tensión de la batería es excesivamente alta (sobre 413 Volts).

La empresa automotriz encargada de la venta de la marca Hyundai en Chile, cuentan con la venta de baterías de alto voltaje. Estas forman parte del stock de soporte a la marca y se venden como un repuesto genuino para Hyundai Ioniq. De acuerdo con Samuel Heinrich, su valor es cercano a los $9 millones de pesos, dado el alto componente tecnológico que contiene.

Por otro lado, el gerente de Postventa de Gildemeister enfatiza que las baterías no requieren de mantención y que el vehículo cuenta con un sistema de protección en las baterías de alto voltaje.

Por su parte la Brand Manager de BMW, María José Sáez, explicó a este medio que “los BMW y BMW i (eléctricos) tienen tres años de garantía asociados a un kilometraje y en el caso de los vehículos eléctricos tienes ocho años de garantía para la batería”.

Sáez agrega que se van revisando las celdas de la batería y se reemplazan aquellas que necesitan cambiarse.

Futuras soluciones químicas

De acuerdo con Luis Ramírez, el gran desafío para los próximos años está en el desarrollo de baterías o acumuladores, mejorando la densidad de energía, el tiempo de carga, reducción de peso, durabilidad y eficiencia de estas.

Concluye que hoy, las baterías de iones de litio son las más utilizadas. Una batería de iones de litio está compuesta por cátodo y ánodo, inmersos en un líquido conductor compuesto por una sal de litio que consigue los iones necesarios para la reacción química reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo.

Pero también explica que existen las baterías de estado sólido, que a diferencia de las baterías de ion litio, estas trabajan con un electrolito sólido, por lo general de cristal. Por otro lado, están las baterías o pilas de combustible, las cuales contienen un gas como el hidrógeno.

En la actualidad, agrega el especialista, existen diversos estudios acerca del almacenamiento de energía, por ejemplo, se espera que próximamente el grafeno pueda ser un actor relevante en el mercado, puesto que tiene una mayor vida útil, mayor velocidad de carga y densidad de energía, reduciendo su tamaño y peso, lo que se traduce en una mayor autonomía del vehículo.

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¿Cuál es la importancia del litio en la batería?

Un aspecto que puede ser relevante para la economía chilena es la presencia de litio en las baterías de autos eléctricos. Esto porque el país sudamericano es el segundo mayor productor de dicho mineral no metálico después de Australia, según el Servicio Geológico de Estados Unidos.

De acuerdo con la ingeniera de proyectos en electromovilidad del Centro de Energía de la Universidad de Chile, Paulina Ramírez, “el porcentaje de litio en la batería depende de la química de esta. A modo de ejemplo, el Tesla Modelo S tiene un banco de baterías de Litio- Níquel- Cobalto- Aluminio (NCA) de 540 kg y de una capacidad de 90 kWh”.

Basándose en una publicación de la revista Joule, la experta afirma que se utilizan 0,112 kg de litio por kWh en un prototipo de batería NCA de un vehículo eléctrico. Entonces se obtiene que el banco de baterías del Tesla S tiene 10,08 kg de litio en total. Esto significa que solo un 1,9% del total de la mezcla es litio, según Paulina Ramírez.