5 datos sobre la química LFP para baterías de vehículos eléctricos

La química de las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) está rompiendo barreras en el mercado de vehículos eléctricos (EV). Está preparado para redefinir la fabricación de baterías y las ventas de vehículos eléctricos en América del Norte y Europa. Es potente, liviano y de carga rápida... pero el LFP en realidad no es nada nuevo.

1. LFP es un tipo específico de química de iones de litio.

El resurgimiento de la química LFP para los vehículos eléctricos y su papel en el futuro de la movilidad eléctrica lleva a muchos a plantearse la pregunta: ¿Qué química de batería es mejor para los vehículos eléctricos, el fosfato de hierro y litio o el de iones de litio?

Debido a que las baterías de iones de litio (Li-Ion) son baterías recargables con las que la mayoría de la gente probablemente esté familiarizada, parece la selección lógica. Se utilizan en muchos artículos cotidianos, como teléfonos móviles, ordenadores portátiles y vehículos eléctricos que circulan por las carreteras hoy en día. Pero cuando se analizan los pros y los contras de cada batería de vehículo eléctrico, no se trata de una competencia entre las baterías LFP y Li-Ion.

La familia de baterías de iones de litio contiene diferentes químicas de batería que reciben el nombre de su cátodo; LFP es parte de esa familia. Y aunque una LFP es una batería de iones de litio, no todas las baterías de iones de litio son LFP. Otras baterías de iones de litio incluyen la batería de óxido de cobalto de níquel manganeso (NMC) y la batería de óxido de aluminio de cobalto de níquel de litio (NCA). Ambos ya se utilizan mucho en los vehículos eléctricos.

2. La “F” de LFP significa hierro.

¡Hecho de la diversión! Las baterías suelen recibir el nombre de los productos químicos utilizados en el cátodo, y una batería LFP utiliza un material de cátodo elaborado a partir del compuesto inorgánico fosfato de hierro y litio, con la fórmula LiFePO4. La "F" proviene de "Fe", el símbolo químico del hierro en la tabla periódica de elementos. Fe se deriva de la palabra latina para hierro, ferrum. También es posible que vea una LFP denominada batería de ferrofosfato de litio.

3. Las LFP se podrán cobrar al 100%.

Mantener saludable la batería de un vehículo eléctrico es necesario si su EV quiere vivir una vida larga y feliz. Si su EV tiene una batería NMC o NCA, una de las maneras más fáciles de hacerlo es NO cargar la batería al 100 % todos los días. Esto evita el envejecimiento acelerado del calendario, el envejecimiento natural de una batería que ocurrirá ya sea que esté en uso o no. Cargar un NMC o NCA al 100% pone las baterías en un estado extremo de carga. Debido a que las baterías convierten la energía química en electricidad, una batería es inherentemente inestable cuando está completamente cargada. En general, se considera una buena práctica evitar una carga muy alta y escasa, siendo el 80 % la capacidad estándar de la batería para una vida útil óptima.

Sin embargo, las baterías LFP son una excepción a este estándar de carga. Los LFP tienen el 100 % de su capacidad disponible, lo que significa que pueden cargarse por completo sin causar una degradación acelerada de la batería. Esto es gracias al cátodo de la batería.

El enlace fósforo-oxígeno en el cátodo LFP es más fuerte que el enlace metal-oxígeno en otros materiales catódicos. Este enlace dificulta la liberación de oxígeno y requiere más energía y una temperatura de inicio más alta para la fuga térmica. Esto hace que la batería sea más estable para ser almacenada con carga completa.

4. Las LFP son una opción de menor costo.

Los vehículos eléctricos son populares y la demanda de más empresas para cambiar de motores de combustión interna a baterías sigue aumentando. Sin embargo, incluso a medida que aumenta la demanda, construir un EV todavía cuesta más que los motores diésel tradicionales debido a la fabricación de baterías.

La fabricación de baterías NMC y NCA requiere níquel y cobalto, dos materiales cuya extracción cuesta bastante dinero. El coste de comprar ambos materiales ya es elevado. Aún así, la creciente escasez de níquel y la producción de cobalto que se está llevando al límite plantean un desafío para fabricar baterías NMC y NCA y hacerlas asequibles para su integración en vehículos eléctricos.

Las baterías LFP, por otro lado, actualmente eluden los problemas de la cadena de suministro y los precios inflados porque el níquel y el cobalto no son necesarios para el cátodo. El cátodo de un LFP está hecho de materiales abundantes en tierra. El fosfato de hierro y litio es un compuesto cristalino que pertenece a la familia de los minerales olivinos. Debido a que la familia de las olivinas es un componente principal del manto superior de la Tierra, la LFP está más fácilmente disponible para su extracción a un costo menor.

5. El 17% del mercado mundial de vehículos eléctricos funciona con LFP.

Las baterías de fosfato de hierro y litio aparecieron por primera vez en 1996, por lo que no sorprende que la química de esta batería ya esté presente en el mercado de vehículos eléctricos. Descubierto por Grupo de investigación de John Bannister Goodenough en la Universidad de Texas, las baterías LFP ganaron reconocimiento por su amplia gama de beneficios. Incluso con características ventajosas, los LFP no experimentaron su primera adopción a gran escala hasta 10 años después, cuando se convirtieron en los favoritos de la industria para la electrónica.

La tecnología LFP ha mejorado a lo largo de los años y ahora se puede encontrar en una gama más amplia de aplicaciones, desde motocicletas y dispositivos solares hasta automóviles eléctricos. El diecisiete por ciento del mercado mundial de vehículos eléctricos ya funciona con LFP, pero esta química de batería está lista para lograr su próximo gran avance con la adopción a gran escala en diferentes aplicaciones en carretera, como autobuses y camiones eléctricos. Las LFP consumen menos energía, tienen costos de fabricación más bajos y son más fáciles de producir que otros tipos de baterías de iones de litio y de plomo-ácido.

Las advertencias de escasez de suministro de litio amenazan con reducir el pronóstico de ventas globales de vehículos eléctricos en 2030, pero incluso eso no parece frenar el impulso de adoptar baterías LFP en vehículos eléctricos. La química de la batería LFP sigue siendo más fácil de producir y a un costo menor. Su carga eficiente, menor costo de propiedad, no toxicidad, ciclo de vida prolongado y excelentes características de seguridad los convierten en los favoritos de la multitud para el futuro del transporte eléctrico.