Los fabricantes de automóviles eléctricos tienen una especial predilección por elegir baterías de iones de litio (Li-Ion) porque presentan las siguientes ventajas: mayor autonomía, lo que permite realizar trayectos más largos sin necesidad de recargarlas en comparación con otras tecnologías, la vida útil de la batería es más larga y no sufren el problema del “efecto memoria”. No obstante, hay que tener en cuenta que estas baterías deben usarse siempre en las condiciones adecuadas y precisan de un buen aislamiento, el cual puede conseguirse con componentes de Polipropileno Expandido (EPP).
Principales ventajas de las baterías de iones…
Las baterías de iones de litio se utilizaron por primera vez para alimentar cámaras fotográficas y de vídeo a principios de la década de 1990 y, desde entonces, han tenido una gran aceptación en múltiples ámbitos, tecnologías y sectores industriales. La razón de su gran éxito y rápida expansión se deben a sus importantes ventajas:
- Las baterías de iones tienen una mayor densidad de energía (es decir, pueden almacenar más energía por cada kilogramo de célula) en comparación con las baterías de hidruro o níquel-cadmio.
- Ayudan a optimizar costos, ya que su producción es relativamente barata.
- Pueden llegar a ser muy duraderas.
- Tienen una gran potencial de desarrollo, estimándose que en los próximos diez años este tipo de batería multiplicarán por dos, y puede que por tres, su capacidad para almacenar energía, llegando a alcanzar los 300-350 Wh / kg.
… y algunos inconvenientes
- Las condiciones desfavorables de funcionamiento o almacenamiento pueden acortar su vida útil o incluso provocar que dejen de funcionar o la hagan de forma deficiente.
- Son particularmente sensibles a las temperaturas extremas.
¿Cómo funcionan las baterías de iones de litio? Construcción de baterías en un automóvil eléctrico
Las celdas de iones de litio que se utilizan en las baterías de los automóviles eléctricos tienen dos electrodos: uno positivo y otro negativo, separados por un electrolito en forma de líquido, gel o sólido, cuya función es transferir cargas entre ellos. Aunque las baterías de iones de litio disponibles en el mercado pueden variar en composición química y diseño, los portadores de carga son siempre de iones de litio.
La batería de litio es un componente de los automóviles eléctricos que se encuentra en constante evolución y con un gran potencial de desarrollo, puesto que sus fabricantes trabajan constantemente con el fin de lograr los siguientes objetivos: aumentar la densidad energética, ampliar el rango de temperatura de funcionamiento, acortar el tiempo de carga y, sobre todo, mejorar la seguridad operativa. Para lograr todo esto es imprescindible evitar un aumento excesivo de la temperatura de la batería.
Ver también: Tipos de baterías para automóviles eléctricos: ¿cuál es la mejor?
Aspectos destacados de la construcción de las baterías de litio
Actualmente, los esfuerzos para mejorar las baterías de litio se centran en la estabilización de la temperatura del electrolito y en lograr una mayor seguridad, entre otras cuestiones fundamentales para aumentar su eficiencia. Estos son algunos de los aspectos más relevantes del diseño y fabricación de las últimas generaciones de baterías de litio para automóviles eléctricos:
- Incorporación de sistemas de refrigeración activa en el automóvil y de materiales aislantes innovadores para evitar un sobrecalentamiento de los electrólitos de las baterías.
- Para evitar un peligro potencial, en lugar de baterías grandes los automóviles eléctricos están equipados con pilas de hasta varios miles de celdas pequeñas, que se encuentran aisladas de otros componentes. De esta forma, incluso si uno de ellos funciona mal, no se produce más emisión de calor ni cortocircuitos entre las celdas individuales.
- Ubicación de las baterías en lugares estratégicos para minimizar su exposición a daños.
¿Cómo alargar la vida útil de la batería en un coche eléctrico?
La vida útil de la batería de los coches eléctricos se estima, generalmente, en 10 años, lo que supone unos 2500-3500 ciclos de carga. No obstante, dependiendo de la tecnología utilizada y de la forma como se use la vida útil puede ser incluso mayor.
Consejos para alargar la vida de la batería
Existen una serie de hábitos y recomendaciones que los usuarios de coches eléctricos pueden poner en práctica para mantener la batería en óptimo funcionamiento durante más tiempo:
- No cargar la batería al 100% ni dejar que se descargue completamente. El rango recomendado es entre 20-80%.
- No dejar la batería totalmente parada durante mucho tiempo (por ejemplo, varios meses).
- No abusar de las estaciones de carga rápida ni tampoco cargas de baja potencia.
- No exponer la batería a temperaturas extremas, tanto de frío como de calor. El rango de temperatura recomendado es de 0 a 30º C y se considera que la batería no funciona con temperaturas superiores a 45º C.
La importancia de los materiales aislantes en las baterías
Además de la forma de utilizar la batería, con el fin de evitar su excesivo sobrecalentamiento es muy importante el uso de materiales aislantes en su fabricación. Entre los más eficientes se encuentra el EPP, un material muy utilizado hoy en día en la producción de embalajes protectores y componentes aislantes en paquetes de baterías.
Polipropileno Expandido: un aislamiento de batería innovador de alta eficiencia
Las baterías de iones de litio que se utilizan en los automóviles son sensibles a factores térmicos y mecánicos, por lo que deben almacenarse, transportarse y utilizarse en condiciones que garanticen su mayor vida útil. Un material que ha demostrado ser especialmente eficaz en todas estas aplicaciones es el Polipropileno Expandido (EPP).
Los componentes fabricados de innovadoras espumas de EPP son muy adecuados para la producción de embalajes de transporte de baterías, ya que posee excelentes propiedades como aislamiento térmico y protege eficazmente el contenido de potenciales daños mecánicos.
Además de sus altas capacidades como aislante térmico, la espuma EPP es también un excelente aislante eléctrico, el cual previene eficazmente el flujo de corriente incontrolado entre las celdas y la falla de la batería. Otra de las ventajas de este material es que absorbe perfectamente los impactos, sin desmoronarse ni deformarse.
Los envases Komebac®, patentados por Knauf Industries, están adaptados a los requisitos de la industria del automóvil, se pueden personalizar a la forma y dimensiones de las baterías de iones de litio en todos los aspectos y tienen inserciones de protección especiales. De esta manera, las baterías están protegidas al 100%, no solo contra la penetración de temperaturas extremas durante el transporte, sino también de la humedad y los golpes.
Otro punto de gran valor del Polipropileno Expandido es su gran versatilidad y flexibilidad, pudiendo usarse para la fabricación de distintos componentes de los paquetes de baterías de automoción: separadores de celdas de batería, aislamientos especiales y rieles de fijación.