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Baterías híbridas: la solución que muy pronto veremos en nuestros coches

David Villarreal | @davidvillarreal | 29 Ago 2021
Volvo Pack Baterias Hibrido Enchufable
Volvo Pack Baterias Hibrido Enchufable

La tecnología y, más concretamente, la relacionada con la industria del automóvil, avanzan a un ritmo tan frenético que a menudo es difícil comprender qué soluciones están listas para aplicarse actualmente, cuáles veremos en producción en un futuro próximo y qué proyectos podrían no tener demasiado recorrido, incluso ser puro humo.

Pero la idea de emplear baterías híbridas en coches eléctricos parece estar cada vez más cerca, con el desarrollo de nuevas tecnologías de acumulación de energía y, sobre todo, con las ventajas que puede aportar, desde un punto de vista teórico, si en la práctica se resuelven los problemas que plantea el uso de acumuladores de energía con diferentes tecnologías en un mismo dispositivo.

Ahora bien, ¿qué son las baterías híbridas? ¿Qué ventajas aportan a un coche eléctrico?

Las baterías híbridas combinan diferentes tecnologías de acumulación, diferentes celdas de batería, en un mismo pack de baterías, para aprovechar las ventajas de cada tecnología
Arquitectura de coche eléctrico de Volvo, que tiene como proveedor a CATL.

¿Qué son las baterías híbridas?

Estamos acostumbrados a que los coches eléctricos utilicen baterías de iones de litio que, a nivel técnico, no son muy diferentes de las que utilizan la mayoría de los aparatos tecnológicos de consumo. Pero existen otras muchas tecnologías para crear baterías y sistemas de acumulación energía que podrían utilizarse perfectamente un automóvil y, sobre todo, existen multitud de proyectos para desarrollar baterías con tecnologías que resuelvan algunos de los problemas más acuciantes, mejorando la densidad energética y, por ende, peso y espacio ocupado por kWh; la rapidez de carga; el coste; el uso de minerales más accesibles; su fiabilidad; o su durabilidad.

Encontrar la batería perfecta que mejore, en todos los aspectos, las tecnología presente en las baterías de iones de litio, es poco menos que una utopía. Si bien es cierto existen proyectos cuanto menos prometedores y se espera que las próximas generaciones de coches eléctricos estén equipados con baterías que mejorarán en casi todos los aspectos el rendimiento de las actuales.

La idea de emplear baterías híbridas, insistimos, desde el punto de vista teórico, plantea infinidad de ventajas. Si se combinan diferentes tecnologías de acumulación energía, un coche eléctrico puede aprovecharse de las ventajas que ofrece cada tecnología en diferentes situaciones, o para conseguir el rendimiento concreto que necesita un coche determinado.

El desarrollo de nuevas tecnologías de acumulación energía supondrá la llegada al mercado de coches eléctricos que utilicen baterías híbridas, combinando celdas de iones de litio con otras tecnologías
Ilustración de la batería de iones de sodio de CATL.

Baterías de iones de litio y sodio

CATL anunciaba estos días el desarrollo de sus baterías de sodio, que ofrecen alta densidad energética (160 Wh/kg y hasta 200 Wh/kg en próximos desarrollos), cargas rápidas (hasta el 80% en 15 minutos), son estables a baja temperatura (retienen un 90% de su capacidad a -20ºC) y, por si no fuera poco, se antoja como una solución más económica y sostenible que las baterías de iones de litio. El sodio es uno de los elementos químicos más abundantes en la naturaleza presente, por ejemplo, en el agua de los océanos.

Pero lo interesante del proyecto de CATL va más allá de su desarrollo de baterías de iones de sodio. La compañía china anuncia que han creado packs de baterías en los que coexisten celdas de iones de litio con las nuevas celdas de iones de sodio. Y combinando ambas tecnologías y mediante algoritmos de gestión de baterías que son capaces de trabajar con celdas de iones de litio y iones de sodio, esperan ofrecer baterías con importantes mejoras respecto a las actuales. Por ejemplo, y aprovechando la combinación de celdas de iones de sodio y iones de litio, se podrían crear baterías más económicas, baterías que acumulen más energía en un espacio menor o baterías más estables y funcionales a temperaturas mucho más bajas.

CATL ha anunciado que el despliegue industrial de sus baterías de iones de sodio se producirá en 2023 y que la adaptación de las líneas de producción de baterías de iones de litio, a iones de sodio, es relativamente sencillo y rápido.

CATL ha combinado celdas de iones de litio y iones de sodio para crear baterías más estables a temperaturas extremadamente bajas y con mayor densidad energética
Supercargador de Tesla.

En el pasado hemos conocido proyectos y patentes que abogaban, como en este caso, por combinar baterías de diferentes tecnologías. Si nos remontamos al año 2013, casi diez años en los que si miramos atrás parece que ha pasado una eternidad, Tesla ya había patentado un sistema de baterías híbridas. La idea de la marca estadounidense pasaba por combinar dos sistemas acumuladores, baterías de iones de litio y baterías con tecnología de metal-aire.

Mientras las primeras, de iones de litio, ofrecen una densidad energética menor, pero toleran muy bien los ciclos de recarga, las segundas, de metal-aire, serían las que ofrecerían mayor densidad energética y facilitarían los viajes de larga distancia.

La filosofía de esta batería híbrida imaginada por Tesla es sumamente interesante puesto que se habría concebido bajo la idea de cargar y descargar las celdas de iones de litio a diario, en el uso cotidiano de un automóvil, que para un conductor medio supone recorrer decenas de kilómetros al día. Y, por otro lado, aprovecharía la mayor densidad energética de la tecnología metal-aire para recorrer largas distancias, cuando el conductor necesita la máxima autonomía.

Tesla propuso, con una patente, combinar iones de litio y metal-aire para crear baterías con autonomías muy superiores
Ensamblado de los packs de baterías de BMW iX y BMW i4.

Como os decimos, las baterías híbridas siempre han estado muy presentes, tanto para las empresas que están desarrollando tecnologías de acumulación de energía, como para los fabricantes de automóviles, que ansían encontrar soluciones flexibles, que permitan optimizar las cualidades de las baterías en función del enfoque de cada automóvil.

Pero los avances que se están produciendo en los últimos años al respecto de la tecnología de acumulación de energía están consiguiendo que el uso de baterías híbridas esté cada vez más cerca, y no solo para la industria del automóvil.