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.-
