Baterías de iones de litio utilizadas en automóviles eléctricos

¿Se utilizan baterías de litio en coches eléctricos?

Para algunas empresas de fabricación, las baterías de litio pueden incorporarse en el diseño de EV. Sin embargo, las baterías de iones de litio, una versión mejorada de las pilas de litio, son más preferidas para su uso en la producción de estos coches eléctricos.

¿Qué metales se utilizan en las baterías de los coches eléctricos?

El requisito o demanda de cualquier tipo de metal por parte de los fabricantes de vehículos eléctricos varía según el diseño y los métodos de fabricación utilizados. Por ejemplo, Tesla utiliza metales como litio, grafito, cobre, níquel, aluminio, cobalto y titanio para sus modelos de vehículos. Por otro lado, una empresa como Nissan utiliza cantidades específicas de manganeso para la fabricación de su batería eléctrica utilizada en EV. Otras empresas de fabricación también pueden incluir “metales de tierras raras” en los procesos utilizados para construir sus celdas, especialmente cuando se refuerza el chasis en varios puntos críticos. Los siguientes son algunos de los múltiples metales utilizados en las baterías de los coches eléctricos y cuya demanda se espera que aumente con el aumento de la adaptación de los vehículos eléctricos:

Litio

El litio tiene una gran demanda, ya que es un componente crucial en las baterías modernas y especialmente en las incorporadas en los vehículos eléctricos. La alta demanda también ha despertado mucho entusiasmo en el sector minero, ya que es un material importante para una fuente de energía en la batería de un automóvil, y se requieren contenidos extensos para mantener las necesidades de altas densidades de energía.

Un vehículo eléctrico típico usa alrededor de 23 kg de metal litio, mientras que un híbrido estándar usa alrededor de 13 kilogramos del mismo metal. Tesla parece tener el récord de la mayor cantidad de procesos basados en litio en su fabricación de vehículos eléctricos con más de 50 kilogramos de metal de litio utilizados en cada automóvil. Tenga en cuenta que un aumento en la penetración de automóviles eléctricos en el mercado de solo un 1% tiende a aumentar la demanda de litio en 70,000 toneladas en un año.

Cobre

Los vehículos de gasolina medios incorporan en su fabricación unos 20 kg de cobre, y una gran cantidad de esta cifra se destina al cableado. Por otro lado, un híbrido usa el doble de esta cantidad (40 kg) mientras que un vehículo eléctrico usa alrededor de 80 kilogramos de cobre por automóvil. Con las tasas de producción de vehículos eléctricos y la demanda del metal, esto estima la necesidad de cobre en 11 millones de toneladas excepcionales solo para vehículos eléctricos.

Todo el mercado de cobre a base de todo tipo de aplicaciones ha obtenido una asombrosa cifra de alrededor de 36 millones de toneladas del metal por año, lo que significa niveles de demanda extremos y exige la producción de depósitos de cobre de baja ley.

Grafito

El grafito es un elemento fundamental en el diseño y fabricación de baterías de vehículos eléctricos. El EV de Tesla y especialmente el Model S incorpora unos 55 kg de grafito por coche, que recibe su suministro de China. Por mucho que la demanda sea alta, el metal está adecuadamente disponible e incluso es un mineral de desecho que se encuentra en los depósitos de metales base de VMS. Alternativamente, se puede encontrar en varias otras áreas geológicas, lo que confirma su abundancia en el mercado. La única limitación a la que se enfrenta el metal son los bajos niveles de pureza y la calidad de estas diversas fuentes.

La fuente preferida actual de donde se recomienda mucho la extracción de grafito debido a los altos niveles de pureza es el coque de petróleo. Esta fuente se basa en la extracción de grafito sintetizado. Sin embargo, ha habido indicios positivos de extracción de grafito hidrotermal de alta calidad y pureza, que se espera supere a las del grafito sintetizado a un costo de producción significativamente menor. Un factor significativo también reduce la huella ambiental basada en la extracción de grafito hidrotermal. El vehículo eléctrico por sí solo tiene el potencial de hacer crecer el mercado del grafito en 93.000 toneladas cada año con un vínculo directamente proporcional de su producción con la extracción del metal.

Cobalto

El cobalto es otro elemento esencial utilizado en la construcción de las baterías de vehículos eléctricos actuales. Por ejemplo, el Model S de Tesla utiliza alrededor de 8 kg de cobalto por cada celda fabricada. La mayor parte del suministro mundial de este metal se origina en las reservas del Cinturón de Cobre de África Central. Sin embargo, estas reservas se han declarado limitadas y, por lo tanto, pronto se agotarán en los próximos años o décadas con el aumento de los automóviles eléctricos.

Como todos sabemos, con la adaptación de los vehículos eléctricos, su demanda aumentará significativamente a lo largo de los años a medida que nos esforzamos por reemplazar los automóviles de línea. Este aumento en la demanda conducirá a una mayor necesidad de cobalto y, a menos que se pongan en producción nuevos suministros estables, deberíamos esperar una subestación.

Níquel

El cátodo de la batería de Tesla está compuesto en un 80% de níquel, que también se incorpora al diseño de las baterías de vehículos eléctricos para otras empresas de fabricación, pero en menor medida. Con un cambio de solo el 10% de los vehículos en todo el mundo al lado eléctrico, se expandiría significativamente el mercado de níquel en un 20% a una cifra asombrosa de alrededor de 2.500.000 toneladas por año desde 2.000.000 de toneladas.

Aluminio

El aluminio es mucho más ligero que el hierro y permite que los coches eléctricos amplíen significativamente su autonomía. También se considera un pilar económico mundial con una amplia gama de usos que se prefieren para la carrocería del vehículo. No se espera que la alta demanda de vehículos eléctricos limite las fuentes de aluminio, ya que el metal no es raro y está fácilmente disponible.

Otros metales

El titanio es conocido por su calidad súper dura y, por lo tanto, se utiliza en el tren de aterrizaje de vehículos eléctricos, especialmente en los modelos Tesla, para proteger la batería de riesgos como daños.

El manganeso también es otro metal que se utiliza en algunas de las empresas de fabricación de vehículos eléctricos, como Nissan. Sin embargo, por mucho que el metal no sea raro, no ha funcionado como se esperaba y, por lo tanto, su aplicación en la industria no se ha especializado.

Comparación de diferentes tipos de baterías para coches eléctricos

Hay muchos tipos de tecnologías de batería para que los vehículos eléctricos puedan elegir, y es necesario comparar estos diferentes diseños. Cada una de estas baterías diferentes tiene una vida útil esperada y, en algún momento, durante su viaje por carretera, tendrá que reemplazar la batería.

• Batería de calcio-calcio

La batería contiene una aleación de calcio en diferentes placas cargadas. El calcio está destinado a reducir la cantidad de pérdida de líquido en las células. Sin embargo, la batería se daña fácilmente si se sobrecarga.

• Ciclo profundo

Esta batería tiende a proporcionar energía durante períodos prolongados. Sin embargo, requieren que uno conduzca sus automóviles durante largas distancias para cargarlos.

• batería de iones de litio

Son baterías caras, pero tienden a ofrecer densidades de energía más altas que otras, al mismo tiempo que son más ligeras.

• Batería inundada

El precio de esta batería es escaso, y esto la convierte en una de las más populares. No necesitan mantenimiento y están sellados, por lo que no es necesario reemplazar los gases. El líquido dura tanto como la vida útil de la batería y, por lo tanto, no es necesario completarlo.