Estos avances ponen de relieve cómo la optimización continua de los materiales, las celdas y los diseños de las baterías de iones de litio existentes puede seguir aportando importantes mejoras al rendimiento de las baterías, especialmente en cuanto a velocidad de carga, seguridad y eficiencia.
Más allá de las baterías de iones de litio, China también lidera el impulso comercial de las baterías de iones de sodio (Na-ion). Las baterías de iones de sodio están ganando atención debido a su potencial para ofrecer un mejor rendimiento y funcionamiento a bajas temperaturas, dos áreas en las que las baterías LFP tradicionales pueden quedarse cortas. También ofrecen una protección frente a posibles interrupciones en el suministro de materiales para baterías de ionen litio. CATL ha presentado recientemente su batería de ionen sodio para vehículos eléctricos, comercializada bajo la marca Naxtra, lo que supone un paso importante hacia la viabilidad comercial. Aunque las empresas emergentes de Europa y Norteamérica están aportando innovaciones en la química de los electrodos y las celdas, China va por delante en la ampliación de la producción. Los principales proveedores chinos de materiales para ánodos y cátodos ya se han comprometido a construir instalaciones de producción de componentes de ionen sodio, y la producción de celdas también está mucho más desarrollada.
El dominio de China está suscitando preocupación entre los fabricantes occidentales. Las dificultades a las que se enfrentan las empresas de baterías europeas y norteamericanas, como la quiebra de Northvolt y la reducción de los planes de inversión de empresas como ACC, PowerCo, Umicore y Ford, ponen de relieve los enormes retos que supone mantener el ritmo. La ralentización de la adopción de los vehículos eléctricos durante 2024 ha hecho que la paridad en cuanto a costes y rendimiento con los vehículos de motor de combustión interna (ICE) sea una prioridad renovada y, a medida que los diseños actuales de iones de litio se acercan a sus límites de rendimiento, especialmente en términos de densidad energética, las tecnologías de baterías nuevas y avanzadas cobran una importancia añadida.
Para las empresas fuera de China, abrirse camino con tecnologías de próxima generación puede ser la única vía para sobrevivir y seguir siendo relevantes. En este sentido, el número relativamente elevado de empresas emergentes europeas y norteamericanas que desarrollan tecnologías de baterías de última generación ofrece cierta esperanza.
Las baterías de estado sólido siguen siendo una innovación prometida desde hace mucho tiempo, ya que ofrecen una mayor seguridad y altas densidades energéticas cuando se combinan con diseños de litio-metal o sin ánodo. Siguen existiendo retos en cuanto a la escalabilidad, el coste y el rendimiento a largo plazo, aunque avances como la reciente validación por parte de Stellantis de las celdas de estado sólido de Factorial ponen de relieve los progresos en curso. A corto plazo, continúa la comercialización de ánodos con alto contenido en silicio, y los datos de numerosas empresas destacan su potencial para mejorar la densidad energética y la capacidad de carga rápida. En el cátodo, los materiales con un contenido ultraalto de níquel amplían los límites del rendimiento, pero no ofrecerán las reducciones de coste tan buscadas. El bajo coste de las baterías LFP ha impulsado su rápido aumento de cuota de mercado desde 2020, pero su adopción generalizada afianzaría la dependencia mundial de las cadenas de suministro chinas, ya que casi el 100 % de la producción de material catódico LFP se encuentra en China. Mientras tanto, está aumentando el interés por los cátodos ricos en litio y manganeso (Li-Mn). Estos materiales prometen un término medio: una densidad energética mejorada en comparación con el LFP, al tiempo que reducen el coste en comparación con el NMC. Esto podría permitir que los cátodos ricos en Li-Mn actúen como alternativa al LFP en los mercados europeos y norteamericanos y ofrecer una vía para la diversificación de la cadena de suministro. Como siempre, siguen existiendo retos, con interrogantes sobre la estabilidad de los materiales catódicos ricos en Li-Mn y la falta de despliegue comercial.
Conclusión: innovación, escala y estrategia
Se están desarrollando numerosas tecnologías avanzadas y de próxima generación para baterías de iones de litio, que seguirán mejorando el rendimiento de las baterías y, con ello, la viabilidad generalizada de los vehículos eléctricos y los sistemas de almacenamiento estacionarios. Fuera de Asia, y en particular de China, es probable que el desarrollo de tecnologías de próxima generación desempeñe un papel clave en el desarrollo de mercados nacionales competitivos de baterías. Dado que las políticas y las tensiones geopolíticas crean incertidumbre sobre el ritmo de despliegue de los vehículos eléctricos y el almacenamiento de energía estacionaria, será fundamental desarrollar soluciones de baterías rentables y de alto rendimiento, así como cadenas de suministro localizadas.
Autor: Dr. Alex Holland, director de investigación de IDTechEx
