¿Cómo es la batería de un coche eléctrico?

La batería está formada por cientos de células capaces de generar electricidad a través de una reacción electroquímica

La batería de un coche eléctrico es el almacén de energía necesario para hacerle circular, siendo el sistema equivalente al depósito de combustible de los vehículos tradicionales de motor térmico.

Las baterías que actualmente se utilizan en los vehículos eléctricos de última generación como el Renault ZOE, son similares a la de nuestro teléfono móvil y ordenador portátil, aunque con un tamaño muy superior como es lógico: alcanzan unos 300 Kg de peso. La composición utilizada para estas aplicaciones es la misma debido a que la tecnología de iones de litio tiene mayor densidad energética que los demás tipos de batería, lo que significa que pueden almacenar la misma energía con menos volumen y peso.

Las baterías para tracción eléctrica se encuentran en fase de fuerte evolución ante las exigencias de mejora de potencia, estabilidad en la entrega de electricidad e incremento de autonomía del vehículo. La capacidad de la batería anterior del ZOE es de 22 kWh, mientras que la nueva ZE 40, de muy reciente presentación en el mercado, tiene una capacidad de 41 kWh, lo que permite prácticamente duplicar la autonomía del ZOE. Esta batería apenas pesa un 10% más que la anterior.

Almacenamiento químico de kilómetros

La batería es capaz de almacenar electricidad en forma de energía química. Está formada por numerosas celdas iguales, también llamadas células, en cada una de las cuales se produce la reacción electroquímica que transforma la electricidad en energía química o viceversa, según carguemos o descarguemos la batería respectivamente.

 

foto-de-lg
Componentes de una batería LG Chem (fabricante de la nueva ZE 40)

La célula mágica

El corazón de la batería se llama célula y consiste básicamente en dos polos metálicos sumergidos en una sustancia que contiene iones de litio disueltos, los cuales pueden moverse libremente entre el polo positivo y el negativo para producir electricidad. Para cargar la batería se somete a los polos a una tensión eléctrica que provoca una reacción química con los iones de litio, en la que se produce un trasvase de electrones del polo positivo al ion, generándose una sustancia a la que le “sobran” electrones.

En el polo negativo de la célula ocurre lo contrario. Se produce una reacción química en la que el ion de litio cede electrones al metal del polo, resultando un producto químico al que le faltan electrones.

Estos productos se van acumulando en la zona cercana a cada polo a medida que se carga la batería. Cuando termina la carga, queda una masa “ávida” de electrones en el polo positivo y otra sobrada de ellos en el polo negativo. Ahora, sólo tenemos que conectar el motor a los polos de manera que ese desequilibrio electrónico produce una corriente eléctrica que mueve el motor a costa de revertir la reacción química que tuvo lugar durante la carga. Vemos por tanto que la reacción electroquímica es reversible.

El conjunto de una batería de coche eléctrico se ensambla de forma modular con múltiples repeticiones de elementos. De manera que, varias células se ensamblan formando un módulo, varios módulos forman un pack y numerosos packs se ensamblan dentro de la carcasa cerrada que envuelve el conjunto. Todo ello bien conectado y gestionado con objeto de sacar cada gota de jugo eléctrico a cada uno de los cientos de células.

La importancia de la temperatura

La temperatura de las células influye en la reacción electroquímica de manera que existe una óptima para el máximo almacenamiento. Por ello, la batería incorpora un preciso sistema de refrigeración que mantiene la temperatura de cada célula lo más cercana posible a la temperatura óptima. Aun así, por encima y por debajo de una temperatura ambiente de 20ºC, la acumulación y por tanto los kilómetros de autonomía, tienden a descender, especialmente a menos de 0ºC.

Recargas en aumento

Las baterías tienen un número de recargas limitado, de manera que a medida que se usan, van perdiendo capacidad de almacenamiento debido a un producto químico residual que se forma en cada recarga y se va acumulando, restando espacio a los iones operativos. Esto también se va corrigiendo con la evolución de las baterías, habiéndose reducido notablemente en la última generación de baterías del ZOE, la cual está garantizada de forma ilimitada en la opción de alquiler, con sustitución de la misma en caso de alcanzar menos del 75% de capacidad.

reciclaje

Para las baterías hay vida después de la muerte

Por suerte, las baterías son totalmente reciclables, quedando asegurado el proceso tanto en la compra como en alquiler de una batería de Renault. El reciclaje comienza con el completo desmontaje de la batería y el rehabilitado o reciclado de todos los componentes estructurales. Las células son tratadas aparte por los socios de Renault especialistas en su reciclaje. Siguiendo procesos hidrometalúrgicos son capaces de recuperar los diferentes metales: cobre, cobalto, níquel… El litio también puede ser recuperado en caso necesario.

Imágenes| En portada, packs de módulos de batería en la línea de montaje del ZOE, componentes de una batería LG Chem, proceso de reciclaje de baterías

 

 

Comentarios