La estructura se basa en cuatro componentes clave: ánodo, cátodo, electrolito y separador. El ánodo suele fabricarse con grafito. Este material no fue elegido al azar: su estructura permite que los átomos de litio se «aparquen» cómodamente entre sus capas, como libros en una estantería. Además, el grafito apenas cambia de volumen, lo cual es crucial para la vida útil de la batería. El cátodo es una mezcla de óxidos metálicos, donde a los átomos de litio se les añaden níquel, manganeso o cobalto. Cada uno de estos metales influye en la capacidad, la durabilidad y la seguridad del acumulador.
Procesos internos
Cuando la batería está cargada, el litio se acomoda entre las capas de grafito. Pero basta con pisar el acelerador para que comience el movimiento. Los átomos de litio liberan electrones, que viajan por los cables hasta el motor eléctrico y lo ponen en marcha. Al mismo tiempo, los iones de litio (Li+) migran a través del electrolito hacia el cátodo. El separador, una membrana fina pero resistente, impide el contacto directo entre el ánodo y el cátodo —de lo contrario habría fuego o un cortocircuito—. Sin embargo, para los iones de litio, esta barrera es transparente y los deja pasar libremente.
En el cátodo ocurre una química interesante: el ion de litio y el electrón se encuentran, pero el electrón no siempre se une al litio. A veces «elige» otro metal, como el manganeso, y modifica su carga. Es un delicado juego entre electrones e iones que permite que la batería funcione durante años sin una pérdida notable de capacidad.
Carga y descarga
Cuando llega el momento de recargar un vehículo eléctrico, el proceso se invierte. El cargador extrae electrones del cátodo y los envía de vuelta al ánodo. En el cátodo, por ejemplo, el manganeso vuelve a perder un electrón, regresando a su estado original. Los iones de litio siguen a los electrones a través del electrolito, ocupando nuevamente su lugar en el grafito. Este ciclo se repite miles de veces, y cada vez es como un pequeño milagro de la ingeniería.
En una de las exposiciones en Barcelona, un ingeniero mostró la diferencia entre una batería nueva y una desgastada. Por fuera, casi no se distinguen. Pero en el interior, la batería envejecida ya no acepta el litio tan fácilmente, y las capas de grafito se vuelven menos receptivas. Por eso los fabricantes buscan constantemente nuevos materiales y aditivos para prolongar la vida útil de las baterías.
Tecnologías del futuro
En los últimos años han surgido alternativas en el mercado, como las baterías de iones de sodio, recientemente anunciadas por CATL. Prometen ser más baratas y ecológicas, aunque por ahora no alcanzan la misma densidad energética que las de iones de litio. Sin embargo, el progreso avanza, y es posible que dentro de pocos años los vehículos eléctricos funcionen con baterías completamente diferentes.
En Rusia, cada vez se debate más sobre la gestión de baterías usadas. El problema no es solo ecológico, sino también económico: reciclar litio y otros metales resulta costoso, pero es absolutamente necesario. En una de las plantas de Murcia están experimentando con nuevos métodos para extraer componentes valiosos de baterías agotadas. Es un proceso complejo, pero prometedor, que podría transformar toda la industria.
Si no lo sabía, CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited) es el mayor fabricante mundial de baterías para vehículos eléctricos, con sede en China. La empresa invierte activamente en el desarrollo de nuevas generaciones de baterías, incluidas las tecnologías de sodio-ión, y colabora con los principales grupos automovilísticos de Europa y Asia. En los últimos años, CATL se ha convertido en uno de los actores clave del mercado de almacenamiento de energía, y sus innovaciones suelen marcar el rumbo de toda la industria.
