Las baterías están al límite y su evolución en los últimos años destaca cómo la innovación puede ayudar a abordar la escasez de minerales críticos y aquellos con credenciales ESG inaceptables. 

¿CUÁL ES EL ESTADO DE LAS TECNOLOGÍAS DE BATERÍAS DE LA COMPETENCIA EN ESTE MOMENTO?

Hasta hace poco, la mayoría de las baterías de iones de litio (Li-ion) estaban disponibles en fosfato de hierro y litio (LFP, baja densidad de energía pero alta seguridad) o químicas de litio-níquel-cobalto-óxido de manganeso (NMC, alto rendimiento). 

Pero hoy en día, la gama de productos de baterías es mucho más diversa que hace cinco años, ya que los problemas relacionados con el alcance, la seguridad y los costos de los vehículos eléctricos (EV) impulsan una mayor innovación.

Reemplazar parte del contenido de hierro con manganeso en las celdas LFP, denominadas LMFP, ha reducido la brecha de densidad de energía con las químicas NMC. Para las químicas a base de níquel, el cobalto se está eliminando e incluso eliminando en beneficio del contenido de níquel. 

Con la maduración de las químicas basadas en litio, la exageración actual ha cambiado a la tecnología de iones de sodio (Na-ion), una tecnología similar a la de iones de litio sin el costoso contenido de litio, níquel o cobalto.

¿PODRÍAN LAS CELDAS DE BATERÍA DE IONES DE SODIO CAMBIAR LAS REGLAS DEL JUEGO?

La industria de las baterías ha demostrado continuamente su capacidad para innovar. Antes de la gran inversión china, se prestaba muy poca atención a las químicas LFP debido a su baja densidad de energía, lo que limitaba su uso en aplicaciones EV. 

Pero China vio el potencial de la tecnología de bajo costo y desarrolló formatos de celdas grandes. Esta tecnología impulsará dos tercios de los nuevos vehículos eléctricos en China este año y ha alentado a empresas como Tesla y Ford a seguir su ejemplo.

La aparición de Na-ion tiene muchas similitudes con el resurgimiento de LFP. Las empresas chinas están desarrollando la tecnología, que contiene poco o nada de litio, níquel o cobalto, para competir con las químicas LFP actuales por densidad de energía. 

Las celdas de iones de Na completamente descargadas se pueden transportar de manera segura, un beneficio adicional en comparación con las tecnologías de iones de litio. Y con la creciente inquietud por los desafíos del suministro de metales y las preocupaciones de ESG en la cadena de suministro de iones de litio, las baterías de iones de Na podrían tomar la delantera.

Hemos rastreado anuncios de más de 150 GWh de capacidad de producción de iones de Na, suficiente para impulsar tres millones de vehículos eléctricos cada año. Y aunque esa cifra de capacidad es 10 veces menor que la de los iones de litio, todavía estamos en la línea de partida de la historia de los iones de sodio.

¿QUÉ RETOS QUEDAN?

Si bien es competitivo con las químicas LFP, la densidad de energía de los iones de sodio aún no puede competir con las químicas de iones de litio basadas en níquel. Por lo general, a la mitad de los NMC actuales, la ansiedad por el alcance dificultará la adopción de baterías de iones de Na para una gran parte del mercado de vehículos eléctricos, a menos que se pueda mejorar la densidad de energía y se instale suficiente infraestructura de carga de alta densidad.

Na-ion también carece de las cadenas de suministro y los procesos de producción establecidos de Li-ion. Igualar esto requerirá miles de millones de dólares de inversión solo en gigafábricas, y aún más para desarrollar la capacidad de producción de cátodos, ánodos y productos químicos. Dado su historial de financiación de inversiones masivas y reducción de costos, es probable que China vuelva a tomar la delantera.

Pero esto no se trata sólo de China. La adquisición de Faradion, un desarrollador de iones de sodio del Reino Unido, por parte del conglomerado indio Reliance Industries en 2021, se ajusta a los planes de India para unirse a la escena de las baterías esta década. 

Dos factores, la idoneidad de los iones de litio para el almacenamiento estacionario y el mercado de vehículos eléctricos de dos y tres ruedas, deberían ayudar a aliviar la presión sobre la demanda de iones de litio y su cadena de suministro asociada.

¿LA ADQUISICIÓN DE EXXONMOBIL DE UN SEGUNDO PROYECTO DE LITIO INDICA QUE BIG OIL SE ESTÁ TOMANDO EN SERIO LA MINERÍA Y LAS BATERÍAS?

El mercado del litio captura claramente los desafíos y oportunidades para las tecnologías de transición energética. La demanda del metal alcalino se triplicará en la década de 2020; ExxonMobil ha visto debidamente el potencial para interrumpir lo que ahora es solo un mercado de 200 kt. 

Además, los altos precios actuales del litio presentan una oportunidad para extraer valor adicional de las salmueras de campos petroleros que contienen bajas concentraciones de litio.

La inversión reciente de ExxonMobil es un pequeño cambio para Big Oil, ya que busca brindar soluciones a la transición energética. Pero lo que es más importante, podría impulsar la producción de minerales críticos en los EE.UU. para ayudar a reducir el dominio manufacturero de China. Los desafíos persisten, pero puede ser que la tecnología relativamente no probada utilizada para la extracción de litio en los campos petroleros requiera empresas de la escala y los conocimientos técnicos de ExxonMobil para gestionar los riesgos a la baja.

¿CUÁNTA CONFIANZA TIENE LA INDUSTRIA EN QUE PUEDE SEGUIR OFRECIENDO AVANCES EN TECNOLOGÍA DE BATERÍAS?

Está claro que la innovación en las tecnologías de baterías es necesaria para tener la oportunidad de luchar por lograr el cero neto. No existe una solución única para todos, con demandas muy diferentes para electrificar solo el sector del transporte. 

El uso de diferentes tecnologías donde mejor se adapten es el método óptimo para satisfacer las diversas demandas de las muchas aplicaciones que requieren baterías. Con la financiación adecuada, la industria de las baterías confía en que puede continuar entregando.

* Presidente, analista jefe y autor de The Edge

** Vicepresidente sénior de Metales y Minería

*** Analista sénior de investigación, servicio de cadena de suministro de baterías y vehículos eléctricos

Fuente: WOOD MACKENZIE/MINING PRESS/ENERNEWS