Baterías de sodio: China toma la delantera en su producción

 

Baterías de sodio: China toma la delantera en su producción

 

CATL (Contemporary Amperex Technology Co.), el mayor fabricante de baterías del mundo, ha anunciado quién será el primer cliente en utilizar sus nuevas baterías de ion-sodio. La empresa es uno de los principales proveedores de grandes compañías de vehículos eléctricos, como Tesla, Polestar o MG Motors.

Presentó sus baterías de sodio por primera vez en julio de 2021. Ahora, la compañía china ha anunciado en sus redes sociales que Chery, fabricante de automóviles también de origen chino, será el primero en utilizarlas en sus coches eléctricos.

 

 En la localidad de Changsha, los graduados de la Universidad Central del Sur están trabajando en el desarrollo de tecnología alrededor de la durabilidad, estabilidad y sostenibilidad de las baterías de sodio en laboratorios de investigación respaldados por grandes empresas como la alemana BASF, considerada como la mayor fabricante de productos químicos en el mundo.

Una de las primeras grandes fábricas de productos químicos para baterías de sodio se está construyendo  en cercanías de esos centros de investigación, lo que pone a China en una posición aún más dominante en la industria.

 Chery  anunció que colaborará con CATL para promover una serie de baterías de la marca Na-ion conocida como ENER-Q. Se espera que sus soluciones se incorporen a los modelos de vehículos producidos en masa de Chery, como el iCAR 03.

Para ENER-Q, CATL y Chery ponen el énfasis en la relación costo-rendimiento. La batería puede funcionar en entornos de baja temperatura tan frío como menos 30 grados centígrados y cuenta con un mecanismo para la auto-vigilancia constante. Además, da vida útil y alcance, respectivamente, llega a ocho años y 800.000 kilómetros.

 Chery iCar 03. Es un todoterreno eléctrico con 500 km de autonomía y un sistema solar fotovoltaico. Cuenta con un cuerpo de 4.37 metros de largo y está asentado bajo la nueva plataforma eléctrica S5X de Chery, se destaca por contar con un sistema con tracción en las cuatro ruedas eléctrica inteligente en tiempo real, y una carrocería de aluminio, componentes estructurales laterales fundidos a presión de una pieza, suspensión de brazo en H totalmente de aluminio y software de absorción de impactos.

El iCAR 03 es que está equipado con un sistema de carga solar. Los paneles solares están integrados en las dos áreas del capó y el techo, que son capaces de alimentar los equipos auxiliares y cargar la batería.

 

Según el fabricante, tomando como ejemplo el área de Shanghái, la energía solar de la instalación puede proporcionar al vehículo unos 2.000 kilómetros de autonomía en un año.

 

El sodio

El sodio es un elemento químico de símbolo Na con número atómico 11 que fue descubierto en 1807. Es un metal alcalino blando,  de color plateado, muy abundante en la naturaleza, encontrándose en la sal marina. Es muy reactivo, arde con llama amarilla, se oxida en presencia de oxígeno y reacciona violentamente con el agua.

 

              

 El sodio está presente en grandes cantidades en el océano en forma iónica. También es un componente de muchos minerales y un elemento esencial para la vida.

Actualmente se obtiene por electrólisis de cloruro sódico fundido (proceso Downs), procedimiento más económico que el anteriormente usado, la electrólisis del hidróxido de sodio (proceso Castner-Kellner). Es el metal alcalino más barato.  El compuesto más abundante de sodio es el cloruro sódico o sal común, aunque también se encuentra presente en diversos minerales como halita y zeoli.

 

La batería

La batería de ion de sodio o batería de sodio-ion es un tipo de batería recargable que utiliza iones de sodio (Na+) como portadores de carga eléctrica. Su principio de funcionamiento y la construcción de sus celdas son casi idénticos a los de la batería de ion de litio, pero sustituyendo el litio por sodio.

La mayor ventaja de las baterías de iones de sodio es la abundancia de sodio en la naturaleza.​ Los retos para la adopción de las baterías de ion de sodio incluyen la baja densidad energética y los insuficientes ciclos de carga-descarga.

Las baterías de iones de sodio constan de un cátodo basado en un material que contiene sodio, un ánodo (no necesariamente contiene sodio) y un electrolito líquido que contiene sales de sodio disociadas en disolventes.

 

Durante la carga, los iones de sodio se desplazan del cátodo al ánodo, mientras que los electrones viajan por el circuito externo. Durante la descarga, se produce el proceso inverso.

Los iones Na+ (1,02 Å) son más grandes que los iones Li+ (0,76 Å), lo que termina por afectar las propiedades de transporte y a la formación de la interfase sólido-electrolito. El sodio también es más pesado que el litio y tiene un potencial de electrodo estándar más alto (-2,71 V frente a -3,02 V para el litio); por lo que el sistema basado en el sodio se queda corto en términos de densidad energética.

En toda batería, el electrolito es el medio que mantiene el flujo de energía, este se forma al disolver sales en un disolvente adecuado, dando lugar a especies químicas cargadas que fluyen entre los electrodos, estableciendo el flujo de energía. Pero, con los repetidos ciclos de carga y descarga, las reacciones electroquímicas que tienen lugar en el electrolito se hacen más lentas o parecen reacciones laterales que terminan disminuyendo el rendimiento de las baterías hasta el punto de no poder recargarse más, y este efecto se aparece más rápido en las baterías de sodio que en las de litio.

 Las baterías de iones de sodio tienen varias ventajas sobre las tecnologías de baterías con las que compite. En comparación con las baterías de iones de litio, las baterías de iones de sodio tienen un costo algo inferior, una densidad energética ligeramente inferior, mejores características de seguridad y características similares de suministro de energía.

En la tabla siguiente se compara la situación general de las baterías de iones de sodio frente a las dos tecnologías de baterías recargables establecidas actualmente en el mercado: la batería de iones de litio y la batería de plomo y ácido recargable

 

 Ventajas de las baterías de sodio

Las baterías de sodio-ion presentan diversas ventajas en comparación con las baterías de litio-ion, como:

•          Menor costo: El sodio es un elemento más abundante y económico que el litio, lo que reduce el costo de producción de las baterías.

•          Mayor vida útil: Las baterías de sodio-ion tienen una mayor vida útil y mejor rendimiento a lo largo del tiempo en comparación con las baterías de litio-ion.

 

 En Resumen:

La adopción de las  baterías de sodio de CATL en los vehículos eléctricos de Chery marca un hito en la industria automotriz. Gracias a esta innovación, los consumidores podrán disfrutar de vehículos eléctricos más accesibles, con mayor autonomía y una vida útil más prolongada. La colaboración entre Chery  y CATL es un ejemplo de cómo la innovación y la sostenibilidad  pueden ir de la mano para revolucionar, una vez más, la movilidad eléctrica.

 

 

Ricardo  Berizzo

Ing. Electricista                                                                                    2023.-