De cara a expandir la movilidad eléctrica, uno de los objetivos es recargar lo más rápidamente las baterías de los vehículos, sea cual sea el tipo de química que usen, de modo que estén el menor tiempo posible parados.

En el caso de las de tipo LFP o LiFePO4 esto es más complicado por su química celular que en las de NMC pero, si bien éstas siguen teniendo mucho futuro, las de ferrofosfato de litio parecen destinadas a irrumpir con enorme fuerza dado que su coste de producción es menor, su vida útil más larga y tienen otras ventajas como la eliminación de materiales críticos en su construcción. Así, entre los retos a los que se enfrentan las celdas de tipo LFP están conseguir mayor densidad energética en lo que, como es lógico, ya se trabaja; así como admitir recargas más rápidas que las que hasta ahora pueden lograr.

El calentamiento que se produce por la resistencia interna de la batería, es uno de los retos que hay que afrontar en los procesos de carga ultarrápida.

La fórmula de la magia de CATL

Desde China, que es junto a Corea del Sur donde se "cuecen" los nuevos desarrollos de químicas de celdas -en Europa, por el momento, apenas podemos aspirar a producir baterías-, llegan propuestas como la de CATL, el gigante mundial en este campo, de cara a resolver algunos de estas dificultades.

CATL, entre cuyos muchos clientes está Tesla o los grupos industriales Volkswagen, Stellantis, BMW, Mercedes, Hyundai o Geely, sigue trabajando en baterías de iones de sodio con los que reemplazará al mucho más costoso litio -un 20 por ciento más caro-, a la vez que mejorará la durabilidad y rendimiento a baja temperatura de las de LFP, que serían con las que competiría y que veremos en la nueva marca de Chery, iCar; pero una de este tipo es, precisamente, la que acaba de presentar de cara a una inminente producción en serie, marcando el comienzo de una era de cargas superrápidas.

CATL es hoy, por delante de LG Energy Solution y BYD, el principal fabricante de baterías del mundo. Les siguen Panasonic, SK Innovation, Samsung y CALB.

Se trata de la ShenXing Superfast Charging Battery, una batería cuyo nombre significa "velocidad divina" y que ofrece una capacidad de carga comparable con las mejores NMC: permitiría obtener energía para realizar 400 km en apenas 10 minutos, con una autonomía con una carga completa de 700 km. En el ciclo chino CTC, eso sí, menos riguroso que el norteamericano EPA y aún mucho menos que nuestro WLTP.

CATL, que tiene una posición dominante en el mercado gracias a sus celdas NMC, pretende discutirle así la primacía al pionero en el desarrollo y producción de baterías con química LFP, BYD.

CATL dice haber trabajado en el desarrollo de un cátodo LFP nanocristalizado que permite el movimiento acelerado de los iones de litio, con ánodos con una tecnología que llama anillo de iones y un electrolito superconductor por su baja viscosidad, entre otras novedades.

La batería Shenxing soporta un factor de carga de 4C gracias a mejoras en el electrolito y cátodo de sus celdas, fundamentalmente.

Adicionalmente, estas ShenXing permiten cargas muy rápidas en una gama amplia de temperaturas, así como conseguir que a -10º C la batería pase del 0 al 80 por ciento de su capacidad en sólo 30 minutos. CATL pretende ofrecer así cargas ultrarrápidas con una química que, hasta ahora, no parecía permitirlo. Y, todo, manteniendo los niveles de seguridad habituales de este tipo de baterías.

En la recamara, aunque con una entrada en producción en serie a corto plazo, quedan desarrollos como las baterías con celdas LMFP, en las que también CATL trabaja al igual que otras empresas como, Sunwoda, EVe Energy, la propia BYD a través de subsidiaria FinDreams Battery o Gotion High-tech Co.

Las de ésta última parecen las que están en las fases finales de su desarrollo podrían llegar a densidades de 240 Wh/kg, es decir, superando el actual límite de 190 Wh/kg de las baterías LFP -exceptuando esa nueva ShenXing- a la vez que se ofrecerían a un precio hasta un 5 por ciento inferior. Frente a las NMC esto significaría que costarían de un 20 a un 25 por ciento menos. En estas celdas se agrega manganeso en el cátodo de modo que se consigue esa mayor densidad energética con un tamaño aún más pequeño, si bien aún no consiguen tasas de recarga y carga tan altas como las anunciadas para esas LFP ShenXing.

Si bien CATL y BYD son las marcas que dominan hoy el mercado de las baterías de tipo LFP, se espera que entre 2024 y 2032 su demanda se multiplique y no son pocos quienes están al acecho y dispuestos a presentar sus propuestas.

China marca el paso al resto del mundo

Entre estos fabricantes de celdas LFP está SVolt. También radicada en China, como las anteriores, y una de las que últimamente ha presentado mejoras tecnológicas. Hoy utilizan sus celdas, por ejemplo, los inminentes Citroën ë-C3, pero otras marcas como BMW están entre sus clientes potenciales.

SVolt está entre los fabricantes de celdas de tipo LFP que admitirían cargas ultrarrápidas y ha prometido un próximo lanzamiento.

SVolt ha presentado sus celdas LFP L400 y L600 destinadas a automóviles eléctricos que prometen, con capacidades de 105, 130 y 133 Ah, prometen velocidades de carga de hasta 5C, aunque de momento las celdas mejoradas L600, que se comenzarán a producir en el tercer trimestre de este año, alcanzarían de 3C a 4C. Las L400, por su parte, superarán esta última tasa de carga para cumplir con los requisitos que establecen las arquitecturas eléctricas de 800 voltios -hoy, lo habitual entre los coches eléctricos es que trabajen con la mitad de voltaje-, llegando a la producción a final del año. Además, estas mejoras podrían llevarse a las baterías de los híbridos enchufables.

Por otro lado, Zeekr, una marca de automóviles perteneciente al grupo Geely como Volvo o Polestar, también produce sus propias baterías y está trabajando en torno a la química LFP. De hecho, se utilizarán estas celdas combinadas con los 800 voltios por primera vez en un coche de producción cuyo lanzamiento ya está previsto en su mercado de origen para este mismo mes: la berlina 007.

Zeekr pretende combinar sus nuevas baterías con celdas LFP con una arquitectura eléctrica de 800 voltios en el 007.

Estas baterías permiten cargar suficiente energía en 15 minutos para recorrer 500 km, lo que supondría admitir potencias de hasta 500 kW, que es una cifra hoy altísima -como máximo, lo que admitirían teóricamente coches con 800 voltios y celdas NMC son 360 kW- y que requerirá hasta el desarrollo de estaciones de carga capaces de llegar a ofrecerla. Su tasa de carga es de 4,5C, reciben el nombre de Golden Battery y, según Zeekr, se utilizarán en otros modelos.

Pero, ¿qué se quiere decir cuando se habla de baterías 4C o 5C, por ejemplo? Pues, en realidad, lo que se determina es que pueden recibir cuatro o cinco veces la capacidad nominal. Así, las primeras podrían cargarse en lugar de en una hora (1C) completamente en 15 minutos (4C) y las segundas en 12 (5C).

Traducido a potencias de carga, si una batería de 85 kWh, que es una capacidad más bien alta, en el caso de que su tasa de carga se incrementase de 1C a 2C podría recibir, en lugar de 85 kW, el doble, 170 kW. Con el cuádruple se podrían llegar a admitir 340 kW y con el quíntuple de 425 kW.