La batería de iones de litio ya ha reconfigurado la forma en la que vivimos al permitir la proliferación de teléfonos móviles y tabletas. Ahora, la tecnología está ayudando a impulsar la electrificación del transporte y la transición hacia las energías renovables. De hecho, la batería de iones de litio se ha vuelto un elemento tan vital para el progreso tecnológico que en 2019 sus inventores recibieron el Premio Nobel de Química.

La cúspide del auge de la batería

achin Pimpalnerkar, Global Segment Manager for Renewables, KanthalDesde la década de 1990, el crecimiento en la producción de baterías de iones de litio se vio impulsado por la creciente demanda de productos electrónicos de consumo portátiles, como teléfonos inteligentes, tabletas y computadoras portátiles. Sin embargo, si bien este seguirá siendo un segmento importante, el desarrollo de vehículos eléctricos ha provocado un aumento en la demanda de baterías. La Comisión Europea ha estimado que el mundo tendrá entre 50 y 200 millones de automóviles eléctricos para 2028, frente a 4 millones en 2018, y hasta 900 millones de vehículos para 2040.

Además, la transición a fuentes de energía renovables aumentará la demanda de baterías de iones de litio para almacenamiento. Dado que la energía solar y eólica son fuentes intermitentes, no son tan fiables como los combustibles fósiles. Sin embargo, al proporcionar la capacidad de almacenamiento, las baterías de iones de litio podrían hacer que la energía renovable sea mucho más fiable y viable.

Las baterías de iones de litio son un enorme facilitador tecnológico, y esto va a impulsar un enorme crecimiento en la capacidad de fabricación, especialmente en Europa.

«Las baterías de iones de litio son un enorme facilitador tecnológico, y esto va a impulsar un enorme crecimiento en la capacidad de fabricación, especialmente en Europa», explica Sachin Pimpalnerkar, director del segmento internacional de energías renovables de Kanthal.

Obtener más por menos

Además de aumentar la capacidad de producción, hay otras dos áreas clave en las que los fabricantes de baterías deben centrarse: mejora continua de la densidad energética de las baterías y drásticas reducciones de costes.

«Los vehículos eléctricos actuales tienen un rango de conducción limitado, tardan demasiado en recargarse y los costes siguen siendo demasiado altos», comenta Pimpalnerkar. «Prácticamente entre el 30 y el 40 por ciento del coste de un automóvil eléctrico está en la batería misma. Sin embargo, la densidad energética está mejorando, lo que significa que se puede obtener más energía en el mismo espacio y el precio disminuye continuamente. En algún momento, en el futuro cercano, será comparable a un motor de combustión».

Entre 2010 y 2023, se prevé que el coste promedio de un paquete de baterías de iones de litio se reducirá de 1160 USD por kilovatio-hora a cerca de solo 100 USD/kWh. Las proyecciones actuales apuntan a que para 2024 el precio del kWh podría caer por debajo de los 100 dólares, que es el punto en el que los vehículos eléctricos logran la paridad con el motor de combustión interna tradicional.

Expansión de la producción

Para satisfacer esta demanda, la producción actual tendrá que crecer exponencialmente durante los próximos años. Según Wood MacKenzie, una firma global de investigación y consultoría, se prevé que la capacidad acumulada de las baterías de iones de litio aumente más de cinco veces, hasta los 5500 GWh, entre 2021 y 2030. Mientras tanto, se espera que la capacidad de China en 2023 alcance los 800 GWh.

Esto tendrá un efecto dominó sobre la demanda de materias primas y componentes clave, como el cátodo.

«En lo que respecta al rendimiento, el cátodo es uno de los componentes más críticos de toda la batería», explica Pimpalnerkar. «Este componente determina la densidad energética de la batería, por lo que la demanda de material catódico aumentará en proporción lineal con la demanda de celdas de batería».

Maximizar la eficiencia energética

La producción de material catódico requiere temperaturas de alrededor de 800 a 1000 grados Celsius en el proceso de calcinación. Además, en los materiales catódicos, el proceso de fabricación debe diseñarse y controlarse para garantizar niveles de pureza excepcionalmente altos. Al igual que con todos los procesos de producción industriales de alta temperatura, el desafío para los operadores de hornos es maximizar la eficiencia energética y la productividad, así como garantizar un material catódico uniforme y de alta calidad.

«Debido a que los sistemas de calentamiento de Kanthal les permiten a los productores alcanzar la temperatura exacta en las zonas en las que se necesita, podrán ofrecer un polvo de cátodo de la mejor calidad con buena eficiencia energética y alta productividad», concluye Pimpalnerkar. «Dada la presencia mundial de Kanthal, también podemos ayudar a los clientes a crecer y expandirse globalmente, y podemos brindar un soporte técnico sólido. Toda esta capacidad será importante en los próximos años, ya que la demanda de baterías de iones de litio se disparará rápidamente».