Las baterías de sodio de bajo costo ya están alcanzando niveles de rendimiento de Tesla en China.

      Una batería comercial de iones de sodio ya utilizada en China está entrando en territorio similar al de Tesla, lo que ejerce una nueva presión sobre la ventaja de costo de los iones de litio.

      Investigadores que probaron las celdas de Hina encontraron una salida consistente en una gran muestra, alta capacidad de potencia y un diseño que refleja elecciones clave en las baterías de Tesla. La batería de sodio de bajo costo aún tiene trabajo por delante, especialmente en lo que respecta a la carga en condiciones de congelación, pero apunta a un camino más barato para los vehículos eléctricos, el almacenamiento en la red y los vehículos comerciales que no necesitan un rango de conducción máximo.

      Para los fabricantes de automóviles, el ángulo de la cadena de suministro podría ser tan valioso como el resultado de rendimiento. El sodio está ampliamente disponible y es más barato de obtener que el litio, lo que podría ayudar a los fabricantes de baterías a evitar algunas de las fluctuaciones de precios y restricciones de suministro que han afectado la producción de iones de litio.

      ¿Qué tan cerca está del rendimiento de Tesla?

      La celda de Hina se destacó porque los investigadores no probaron una muestra impresionante y se detuvieron ahí. Midieron 120 celdas utilizando espectroscopia de impedancia y encontraron una fuerte uniformidad en el lote.

      SAIC-GM-Wuling

      Esa consistencia es la señal útil para la producción en el mundo real. Una celda con un fuerte rendimiento máximo tiene menos valor si las fábricas no pueden fabricarla de manera repetible, especialmente en vehículos o sistemas de red donde los paquetes grandes dependen de un comportamiento predecible.

      El equipo también probó las celdas a diferentes corrientes y temperaturas desde menos 20 grados Celsius hasta 45 grados Celsius, luego usó rayos X y un desmantelamiento para estudiar la estructura interna. El resultado fue una celda comercial de sodio con un comportamiento de potencia inusualmente serio para un producto temprano en esta categoría.

      ¿Por qué el sodio cambia la matemática de costos?

      El desmantelamiento apunta a otra palanca de costo dentro de la celda. Su mezcla de cátodo incluye sodio, cobre, níquel, hierro y manganeso, con el cobre utilizado de una manera que podría reducir la dependencia de metales más caros como el níquel y el cobalto.

      La celda también utiliza una arquitectura de doble aluminio sin pestañas. El sodio no reacciona con el aluminio de la misma manera que lo hace el litio, lo que permite a los fabricantes usar papel de aluminio en ambos lados de la celda en lugar de depender del cobre para el colector de corriente del ánodo.

      Carga de vehículos eléctricos Unsplash

      Esa elección estructural podría reducir más que los costos de materiales al simplificar la configuración del colector de corriente alrededor del aluminio más barato. Si las celdas de iones de sodio continúan mejorando sin depender demasiado de metales costosos, podrían convertirse en un punto de presión serio para las baterías de iones de litio en mercados sensibles al costo.

      ¿Qué tiene que mejorar a continuación?

      La mayor debilidad sigue siendo la carga en climas fríos. Los investigadores encontraron que la carga a baja temperatura sigue siendo un problema, lo que significa que estas celdas necesitarían una gestión térmica cuidadosa antes de poder manejar cargas frecuentes por debajo de 0 grados Celsius.

      La densidad de energía es el otro inconveniente. Las celdas de iones de sodio de hoy en día generalmente no pueden igualar las mejores baterías de iones de litio para vehículos eléctricos de largo alcance, por lo que la ventaja central de Tesla sigue intacta en vehículos construidos en torno a un rango de conducción máximo.

      Pero la oportunidad es real. Si Hina y otros fabricantes de baterías mejoran la carga en frío, refinan los ánodos de carbono duro y avanzan en la química del electrolito, las baterías de iones de sodio podrían desempeñar un papel importante en el almacenamiento en la red, vehículos eléctricos de menor alcance y vehículos comerciales, donde las ventajas del litio pueden no valer la prima.