Híbridos y eléctricos: ¿Qué tipo de batería conviene más?

Los vehículos eléctricos (VE) y los híbridos livianos dependen críticamente de sus baterías como fuente de energía. Existen diferentes tipos de baterías en uso actualmente, cada una con sus principios de funcionamiento, ventajas, limitaciones y consideraciones de impacto ambiental.

El objetivo es brindar una visión completa que ayude a fundamentar la mejor decisión de compra de un vehículo eléctrico o híbrido, considerando tanto el rendimiento técnico de sus baterías como su impacto ambiental.

Tipos de baterías actuales en vehículos eléctricos e híbridos

Los vehículos livianos electrificados utilizan principalmente baterías recargables de alta densidad energética. Actualmente dominan dos familias químicas: las baterías de iones de litio (en varias variantes de composición) y las baterías de níquel-hidruro metálico (NiMH), estas últimas sobre todo en híbridos tradicionales. También subsisten otras tecnologías en casos puntuales, como baterías de plomo-ácido en algunos scooters eléctricos económicos. A continuación, se describen los principales tipos, su funcionamiento y características:

Baterías de iones de litio (Li-ion) – NMC, NCA, LFP y otras variantes

Las baterías de iones de litio son la tecnología predominante en vehículos 100% eléctricos y en muchos híbridos enchufables. Funcionan mediante la circulación de iones de litio entre un cátodo (material activo que suele incluir metales como níquel, manganeso, cobalto, hierro, etc.) y un ánodo (generalmente grafito) a través de un electrolito. Durante la descarga, los iones de litio fluyen del ánodo al cátodo generando corriente, y al recargar retornan al ánodo intercalándose en la estructura de grafito.

Variantes comunes de Li-ion: Las principales diferencias están en la química del cátodo. Dos variantes muy difundidas son NMC (níquel-manganeso-cobalto) y NCA (níquel-cobalto-aluminio), que emplean cobalto en el cátodo. Otra variante creciente es LFP (fosfato de hierro y litio), que no contiene cobalto ni níquel. Todas comparten el mismo principio de funcionamiento básico, pero sus características difieren.

Baterías NMC/NCA (Li-ion de alto contenido de Ni y Co): Se usan en muchos autos eléctricos de alta performance. El cobalto en el cátodo aumenta la densidad de energía y estabiliza su estructura, prolongando la vida útil. Un ejemplo es el Tesla Model S que utiliza celdas NCA (Níquel-Cobalto-Aluminio) en su pack. Las baterías NMC (Níquel-Manganeso-Cobalto) son similares, usadas en numerosos modelos (por ejemplo, Volvo EX30).

• Ventajas: ofrecen alta densidad energética, lo que permite mayor autonomía por carga, y alto rendimiento de potencia, funcionando bien incluso a temperaturas elevadas.
• Desventajas: el coste es elevado ya que contienen metales críticos como el cobalto, cuyo suministro conlleva problemas éticos y altos precios. Además, la extracción de cobalto tiene impacto ambiental significativo. Estas celdas también pueden presentar un desgaste más rápido: típicamente soportan del orden de cientos a pocos miles de ciclos completos antes de perder capacidad significativa, menos que algunas alternativas.

Baterías LFP (Litio-Ferrofosfato): Están ganando popularidad por su estabilidad química y menor coste, al prescindir de cobalto y níquel. Se utilizan en vehículos como ciertas versiones del Tesla Model 3 Standard Range y el MG4 eléctrico.

• Ventajas: son extremadamente seguras y estables térmicamente, con menor riesgo de incendio o sobrecalentamiento debido a la robustez del fosfato de hierro. Toleran cargas al 100% habitualmente y tienen larga vida útil – pueden soportar miles de ciclos de carga/descarga con degradación lenta. Además, su fabricación es más económica y más ecológica al no usar metales tóxicos ni escasos.
• Desventajas: tienen alrededor de un 30% menos densidad de energía que NMC/NCA, por lo que para la misma autonomía se requiere un pack más grande y pesado. Esto se traduce en algo menos de autonomía a igualdad de tamaño de batería. También son sensibles al frío: a temperaturas muy bajas su rendimiento de entrega y carga se reduce notablemente. En climas fríos, los vehículos con LFP pueden ver limitada la regeneración y la potencia hasta que la batería entra en temperatura de operación adecuada.

Otras variantes de Li-ion: Existen otras químicas menos comunes en automoción, como Li-ion de cátodo LMO (óxido de manganeso) o LCO (óxido de cobalto) utilizadas más en electrónica, o LTO (litio-titanato) usada en algunos vehículos pesados y de carga ultrarrápida. Estas últimas ofrecen ciclos de vida extremadamente largos y carga muy rápida, pero con densidad de energía baja. En general, la industria de VE se está moviendo hacia reducir o eliminar el cobalto por sus problemas de costo y abastecimiento – por ejemplo Tesla y otros fabricantes están incrementando el uso de LFP o mezclas con menor contenido de cobalto (NMC de nueva generación con más níquel y menos cobalto).

Capacidades típicas y rendimiento: Las baterías Li-ion tienen las mayores capacidades energéticas por unidad de peso. En autos eléctricos, suelen tener capacidades entre ~40 y 100 kWh en los modelos de producción masiva, lo que se traduce en autonomías de varios cientos de kilómetros. Por ejemplo, un Nissan Leaf trae ~40 kWh logrando unos 270 km de alcance, mientras que un Ford Mustang Mach-E de 91 kWh ronda los 540 km. Esto implica consumos medios del orden de 15–20 kWh/100 km, típicos en VE compactos y SUV. La vida útil de una batería Li-ion se mide en ciclos de carga completos: muchos fabricantes garantizan ~8 años o ~160.000 km, lo que suele equivaler a 1000 ciclos (~80% de capacidad restante). En la práctica, packs bien gestionados (con sistemas de enfriamiento y gestión electrónica) pueden superar esos números. Las condiciones climáticas afectan su desempeño: en ambiente frío, la potencia disponible disminuye y la carga es más lenta (la química interna ofrece más resistencia), y en ambiente muy cálido, si la batería no está bien refrigerada, el calor acelera su degradación. Los sistemas modernos incluyen gestión térmica activa (refrigeración líquida o por aire) para mantener la batería en su rango óptimo de ~20–40 °C.

Baterías de níquel-hidruro metálico (NiMH)

Las baterías NiMH fueron la tecnología preferida en la primera generación de híbridos y todavía se usan en muchos modelos híbridos no enchufables actuales, especialmente de Toyota. Funcionan mediante una reacción reversible entre un cátodo de óxido de níquel y un ánodo de hidruro metálico: durante la descarga, el hidruro libera iones de hidrógeno que reaccionan con el óxido de níquel, generando corriente, y en la carga se revierte el proceso. No contienen litio ni metales pesados tóxicos, aunque sí níquel (y a menudo pequeñas cantidades de tierras raras en el ánodo).

Las NiMH ofrecen un buen equilibrio costo-rendimiento en aplicaciones híbridas. Toyota, por ejemplo, equipa baterías NiMH en sus híbridos emblemáticos (Corolla, Corolla Cross, RAV4, etc.), confiando en su fiabilidad.

• Ventajas: No utilizan sustancias especialmente tóxicas ni costosas, resultando relativamente respetuosas con el medio ambiente en comparación con otras químicas de baterías. Tienen un costo moderado dado que el níquel es abundante (aunque más caro que el hierro de LFP, por ejemplo). Se caracterizan por gran durabilidad y resistencia a ciclos: pueden soportar miles de ciclos de carga con mínima degradación si operan en el rango de carga medio (como ocurre en los híbridos). De hecho, es común que un Toyota híbrido funcione +10 años con su batería NiMH original sin pérdida apreciable de rendimiento. Desventajas: Su densidad de energía es menor que las Li-ion – almacenan menos energía en el mismo peso, limitando la cantidad de energía eléctrica que puede usar el vehículo. Por eso los híbridos NiMH típicamente solo tienen autonomías eléctricas muy reducidas (1-2 km) y sirven más como apoyo al motor de combustión. Además, son más voluminosas y pesadas que un pack Li-ion equivalente, lo que debe tenerse en cuenta en el diseño del vehículo. Otra limitante es su menor eficiencia de carga/descarga y cierta autodescarga: si se dejan sin usar, pierden carga más rápidamente que las Li-ion. En cuanto a clima, las NiMH funcionan bien en un rango amplio de temperaturas, pero pueden calentarse bajo descarga o carga rápida, por lo que los vehículos suelen incorporar ventiladores para enfriarlas. En clima frío extremo también ven reducida su potencia, aunque su rendimiento a baja temperatura es ligeramente mejor que el de algunas Li-ion (no sufren tanto riesgo de litio plating, etc.). Aun así, igual requieren calentamiento en entornos bajo cero para rendir óptimamente.

Baterías de plomo-ácido (Pb-ácido)

Aunque no se usan para la tracción principal en autos modernos, las baterías de plomo-ácido merecen mención ya que fueron la primera tecnología recargable y persisten en vehículos eléctricos muy económicos (por ejemplo, ciertos scooters o bicicletas eléctricas básicas) y como baterías auxiliares de 12V en prácticamente todos los autos (incluso en eléctricos, para los sistemas accesorios). Consisten en placas de plomo sumergidas en ácido sulfúrico diluido; son robustas y baratas, pero tienen muy baja densidad energética.

• Ventajas: Costo muy bajo, tecnología madura y reciclabilidad alta (el plomo se recicla ampliamente).
• Desventajas: Peso elevado por la baja densidad de energía (aprox. 30-40 Wh/kg, comparado con 150-250 Wh/kg de Li-ion). Vida útil limitada: suelen soportar unos pocos cientos de ciclos profundos. En scooters eléctricos se observa claramente la diferencia: modelos ofrecidos con batería de plomo vs litio muestran que las de plomo pesan hasta 3-4 veces más (ej.: ~42 kg frente a ~12 kg en una batería de litio equivalente) y demoran el doble de tiempo en cargar. Además, la batería de plomo puede necesitar reemplazo cada 1-2 años de uso intensivo, mientras una de litio durará muchos más ciclos. Por estos motivos, la mayoría de las motos y monopatines actuales están migrando a litio, quedando el plomo-ácido relegado a usos secundarios o propuestas de muy bajo costo.

Relación entre capacidad de la batería, potencia del vehículo, voltaje del sistema y autonomía

Al evaluar vehículos eléctricos, es importante entender cómo la batería y el tren motriz determinan la autonomía y el desempeño. Antes de comprar un vehículo híbrido o eléctrico es importante entender qué tecnología de baterías usa y cuales son mis necesidades de movilidad diaria.

Capacidad de la batería (kWh): Es la cantidad de energía almacenada. En general, a mayor capacidad, mayor autonomía potencial, dado un consumo fijo. Por ejemplo, un EV con batería de 50 kWh podrá recorrer aproximadamente el doble de distancia que uno con 25 kWh, si sus eficiencias son similares. Los autos eléctricos actuales suelen ofrecer entre 200 y 500 km de autonomía con capacidades de 40 a 100 kWh (aprox. 5-6 km por kWh, aunque varía). Un ejemplo real: el Nissan Leaf con 40 kWh logra ~270 km, mientras que el Mustang Mach-E con ~91 kWh alcanza ~540 km. Autonomía (km) ≈ (Capacidad (kWh) / Consumo (kWh/100km)) × 100. No obstante, hay rendimientos decrecientes: incrementar la capacidad aumenta el peso del vehículo, lo que a su vez eleva ligeramente el consumo. Por eso, duplicar kWh no siempre duplica exactamente los km de alcance, pero ciertamente es el factor más influyente.

Potencia del vehículo (kW o CV): La potencia del motor eléctrico determina la aceleración y velocidad máxima, pero su relación con la autonomía es indirecta. Un motor más potente puede consumir energía más rápidamente bajo demanda (por ejemplo, acelerando fuerte), reduciendo la autonomía si se utiliza todo su potencial. Sin embargo, en conducción moderada, un auto de 300 CV y otro de 150 CV pueden consumir similar cantidad de kWh para mantener 100 km/h en autopista, porque lo que importa es el consumo requerido para superar la resistencia aerodinámica y de rodadura, no la potencia máxima disponible. Dicho de otro modo, la autonomía real depende del estilo de manejo: un vehículo potente permite velocidades y aceleraciones mayores, que si se aprovechan agresivamente drenarán la batería antes. En cambio, si se conduce de forma eficiente, la autonomía viene dada principalmente por la capacidad de la batería y la eficiencia del sistema. Cabe mencionar que los motores eléctricos son muy eficientes (~90%), por lo que la mayor parte de la energía de la batería va a mover el vehículo y relativamente poca se pierde en forma de calor, a diferencia de motores de combustión.

Voltaje del sistema eléctrico (V): El voltaje de la batería y del sistema define cómo se entrega la potencia. Muchos vehículos eléctricos operan con sistemas de alto voltaje para mejorar eficiencia. Tradicionalmente, la mayoría de los autos eléctricos utilizan una arquitectura de ~400 V (típicamente entre 350 y 400 V nominales). Algunos modelos recientes de alta gama han adoptado 800 V (como Porsche Taycan, Audi e-tron GT, Hyundai Ioniq 5), lo que reduce la corriente necesaria para una misma potencia (ya que Potencia = Voltaje × Corriente). Al disminuir la corriente, se reducen las pérdidas por calentamiento en cables y componentes (resistencia), aumentando la eficiencia especialmente durante cargas rápidas o aceleraciones fuertes. Además, un sistema de 800 V permite cargar más rápido: por ejemplo, es más fácil alcanzar potencias de 150–350 kW en cargadores, reduciendo el tiempo de carga (un cargador de 350 kW puede cargar a ~5C una batería de 800 V, agregando ~300 km en 20 minutos en algunos modelos). Por otro lado, los vehículos híbridos convencionales (no enchufables) operan a voltajes más bajos, típicamente entre 100 y 300 V. Por ejemplo, el sistema híbrido de Toyota usa una batería NiMH de ~201 V, pero mediante convertidores eleva la tensión hasta ~600 V para alimentar el motor eléctrico. Los híbridos enchufables suelen tener baterías de mayor voltaje, acercándose a los ~300–400 V, más similares a un EV, para poder impulsar el auto eléctricamente con potencia suficiente. Basicamente, el voltaje define la arquitectura: vehículos eléctricos puros usan cientos de voltios (400V o 800V), mientras que motos eléctricas o monopatines usan voltajes mucho menores (habitualmente 48 V, 60 V o 72 V) por cuestiones de seguridad y costo.

Interacción de potencia y voltaje: Un ejemplo numérico: supongamos un motor requiere 50 kW para mantener cierta velocidad alta. En un sistema de 400 V, la corriente sería 125 A (50.000 W / 400 V). En un sistema de 800 V, para la misma potencia la corriente sería ~62,5 A. La menor corriente significa menos calor en los cables y electrónica, permitiendo componentes más ligeros o compactos. Así, aumentar la tensión del sistema es una forma de mejorar la eficiencia y rendimiento sin cambiar la química de la batería. No obstante, manejar voltajes más altos implica mayor complejidad en aislamiento y seguridad eléctrica.

Autonomía real vs teórica: Es importante destacar que la autonomía anunciada (teórica) suele medirse en ciclos estándar (WLTP, EPA, etc.), pero la autonomía real puede diferir según las condiciones: velocidad constante alta, viento en contra, pendientes, uso de aire acondicionado o calefacción, temperatura ambiente (calefaccionar el habitáculo en invierno puede consumir varios kWh), todo ello puede reducir el alcance. Por eso, siempre se habla de rango de autonomía y de que las cifras oficiales son orientativas. Por ejemplo, un EV que en ciudad logre 500 km, quizá en autopista a 120 km/h solo alcance 350 km debido a la mayor resistencia aerodinámica. En climas muy fríos, la autonomía puede bajar 10-30% por la calefacción y la menor eficiencia de la batería en frío.

En síntesis, la capacidad de la batería es el factor más determinante de la autonomía, pero la eficiencia del vehículo (aerodinámica, peso, motores) y el uso que se haga de su potencia son igualmente cruciales para la autonomía real. Un vehículo balanceado combinará una batería suficiente, motores eficientes y un voltaje adecuado para su segmento, ofreciendo el mejor compromiso entre alcance, prestaciones y costo.

Materiales en la fabricación de baterías: producción, líderes y huella ambiental

Las baterías recargables están compuestas por diversos materiales críticos: litio, cobalto, níquel, manganeso, hierro, grafito, entre otros, además de cobre, aluminio, electrolitos con sales de litio, separadores plásticos, etc. Cada uno de estos materiales tiene su cadena de suministro global, dominada por ciertos países y empresas, y su obtención y procesamiento conlleva impactos ambientales importantes. Veamos a continuación cada material clave:

Litio (Li): Es la materia prima esencial de las baterías Li-ion (se utiliza en el cátodo y en el electrolito). El litio se obtiene principalmente de dos fuentes: salmuera (salinas de alta concentración de litio en el subsuelo de desiertos) y minerales de roca dura (como la espodumena). Los mayores productores mundiales de litio son Australia (principalmente minería de roca dura) y Chile (salmuera del Salar de Atacama); juntos suman cerca de 60-70% de la producción global anual. En 2023, Australia lideró con ~86.000 toneladas (Li contenido), seguido por Chile (~49.000 t). China es el tercer productor (tanto de salmueras domésticas como refinando mineral importado), y Argentina se ubica cuarto o quinto (en 2024 produjo ~10-20 mil t, pero posee enormes reservas, 3ª a nivel mundial). En Chile la producción está concentrada en dos empresas: SQM (chilena) y Albemarle (estadounidense), que son a su vez de las mayores productoras globales. Otras compañías líderes incluyen Ganfeng Lithium y Tianqi (chinas), que tienen participaciones en minas de Australia y proyectos en Argentina. El litio extraído suele convertirse en compuestos como carbonato de litio o hidróxido de litio, que son los que se utilizan en la fabricación de celdas. Aquí entra el dominio de China en el refinado: se estima que China controla cerca del 50% de la capacidad mundial de refinado de litio y produce la mayoría de los químicos de litio de grado batería. Esto significa que incluso el litio extraído en Sudamérica o Australia, a menudo es procesado en China antes de volver al resto del mundo en forma de baterías.

Impacto ambiental: La extracción de litio de salmueras es altamente intensiva en uso de agua. En el “triángulo del litio” (Argentina, Chile, Bolivia) el litio está disuelto en salmueras subterráneas bajo desiertos de altura. El método tradicional consiste en bombear la salmuera a la superficie y dejarla evaporar en enormes piletones, lo que puede tardar hasta 18 meses. Se usan aproximadamente 500.000 galones de agua por tonelada de litio extraída (unos 1,9 millones de litros), afectando los acuíferos de regiones áridas. En el Salar de Atacama (Chile), las mineras de litio utilizan hasta el 65% del agua disponible de la zona, reduciendo agua para comunidades locales y ecosistemas frágiles. Esto ha generado preocupación por la disminución de salares y humedales, y la alteración de sistemas de vida andinos (flora, fauna). La minería de roca dura (ej. en Australia) si bien no consume tanta agua como las salmueras, implica minería a cielo abierto, con los impactos habituales: remoción de suelo y roca, consumo energético alto (trituración, calcinación) y generación de residuos mineros.

Adicionalmente, la conversión química del litio (sea de salmuera o mineral) utiliza reactivos y energía, con emisiones de CO₂ asociadas. Se estima que fabricar 1 kWh de batería puede emitir entre 60 y 100 kg de CO₂ (dependiendo de la matriz energética del país fabricante, frecuentemente carbón en China), y parte de eso proviene del procesamiento de litio. La toxicidad del litio en sí no es alta, pero los compuestos químicos manejados (hidróxido de litio, ácidos, solventes) pueden contaminar suelos y aguas si no hay controles adecuados. El litio es un material clave pero su extracción puede afectar el medio ambiente local, por lo que se investigan alternativas (extracción directa más eficiente, uso de otras químicas como sodio-ion, etc., que comentaremos más adelante).

Cobalto (Co): Es un metal utilizado en las químicas de cátodo NMC y NCA (el “C” es cobalto). El cobalto es relativamente escaso y un subproducto de la minería de cobre y níquel. Más del 70% del cobalto mundial se produce en la República Democrática del Congo (RDC), donde se extrae como subproducto del cobre en la región del cinturón del Katanga. Esto ha generado graves problemas sociales: la minería de cobalto en RDC involucra frecuentemente trabajo infantil y condiciones peligrosas; se estima que de ~255.000 trabajadores en minas de cobalto congoleñas, unos 40.000 serían niños explotados en minas artesanales. Empresas multinacionales compran cobalto de Congo, y muchas de estas minas son controladas por corporaciones con sede en China. De hecho, la refinación también está dominada por China: cerca del 70% del cobalto pasa por refinerías chinas para convertirse en sulfato de cobalto de grado batería. Las principales compañías implicadas son Glencore (empresa suiza que opera grandes minas de cobalto en Congo como Katanga y Mutanda), China Molybdenum (CMOC) que posee la mina Tenke Fungurume, y empresas químicas chinas (Huayou Cobalt, etc.) que refinan el material.

Impacto ambiental: La extracción de cobalto comparte los impactos de la minería de cobre en África: es a cielo abierto, genera contaminación de suelos y ríos con metales pesados, y riesgos de salud a mineros y comunidades (el cobalto en polvo es tóxico; exposición prolongada puede causar enfermedades pulmonares y cardíacas). Además de la dimensión humana (violaciones de derechos humanos en las minas artesanales), ambientalmente quedan escombreras y relaves tóxicos alrededor de las operaciones mineras. Cada tonelada de cobalto extraído puede venir acompañada de toneladas de residuos con ácido sulfúrico u otros químicos usados para separar el metal. Este es un punto crítico: aunque las baterías representan un enorme avance ambiental en la fase de uso (cero emisiones en el vehículo), el eslabón de cobalto agrega una huella social y ecológica preocupante. Los fabricantes de baterías están activamente buscando reducir o eliminar el cobalto: ya existen cátodos NMC de bajo Co (formulación 8:1:1 de Ni:Mn:Co, versus antiguas 5:3:2), Tesla usa NCA (aún tiene Co pero menos), y químicas como LFP directamente no lo usan, lo que mitiga estos problemas.

Níquel (Ni): El níquel es otro metal clave en muchas baterías Li-ion de alta densidad (NMC, NCA tienen 60% o más de Ni en peso en el cátodo). Un mayor contenido de níquel permite aumentar la capacidad de almacenamiento (energía) y reducir cobalto, pero complica la estabilidad térmica. El níquel utilizado debe ser de alta pureza (clase 1, con mínimo de impurezas). Los mayores productores de níquel del mundo (para todas sus aplicaciones, no solo baterías) son Indonesia, Filipinas, Rusia, Nueva Caledonia, Australia y Canadá. En los últimos años, Indonesia (que posee ricas lateritas de níquel) se volvió #1 tras prohibir la exportación de mineral y forzar la instalación de refinerías. Sin embargo, China controla gran parte del refinado de níquel (35% global), importando mineral de Indonesia para producir sulfato de níquel para baterías. Empresas como Tsingshan (china) invirtieron fuertemente en Indonesia para producir níquel de batería. Otras empresas líderes: Vale (minera brasileña que opera minas de níquel en Brasil, Canadá e Indonesia), Norilsk Nickel (Nornickel) en Rusia, BHP en Australia, etc., pero una porción creciente del níquel de baterías proviene de joint ventures sino-indonesias.

Impacto ambiental: Depende del tipo de depósito. El níquel de Indonesia proviene de lateritas (depósitos superficiales en selvas tropicales). Su extracción implica minería a cielo abierto en zonas selváticas, removiendo grandes extensiones de bosque. El proceso de obtención es altamente invasivo: se retira la capa fértil del suelo, causando deforestación masiva y destrucción de ecosistemas. Además, la refinación de níquel de laterita usualmente requiere el proceso HPAL (lixiviación ácida a alta presión), que consume mucho combustible y ácidos fuertes, generando residuos contaminantes difíciles de manejar (a veces vertidos al mar, como ocurre en el Pacífico). Las emisiones de CO₂ por tonelada de níquel de laterita son de las más altas entre metales, contribuyendo al calentamiento global. Por otro lado, el níquel de sulfuros (ej. minas en Canadá o Rusia) se extrae subterráneo pero su fundición libera dióxido de azufre y metales pesados, causando lluvias ácidas históricamente (Nornickel en Rusia fue famoso por devastar bosques por emisiones SO₂). A esto se suma que la minería de níquel, al igual que la de cobalto, arrastra contaminación de agua y suelos y genera grandes cantidades de escoria. En Indonesia, la eliminación de la selva por níquel es doblemente contraproducente: se libera CO₂ almacenado en la biomasa y se pierde un sumidero de carbono (los bosques) que ayudaba a mitigar el cambio climático. Así, si bien aumentar el Ni en baterías permite reducir el cobalto, se traslada parte de la presión ambiental hacia otras regiones.

Manganeso (Mn): El manganeso es otro metal presente en muchos cátodos (las NMC lo llevan en torno al 10-20%). El manganeso es relativamente abundante y barato comparado con Ni o Co. Los mayores productores de mineral de manganeso son Sudáfrica, Australia, Gabón, Brasil y otros; en forma de compuesto de batería (sulfato de Mn) la producción está también centrada en China, que importa mineral y lo procesa. Empresas como Eramet (Francia) operan en Gabón, y compañías chinas procesan gran parte para baterías. El manganeso también se usa en aleaciones de acero, etc., por lo que su cadena estaba desarrollada previamente.

Impacto ambiental: La extracción de manganeso se suele hacer en minas a cielo abierto, generando polvo y afectando el entorno local, pero su toxicidad directa es menor que la de otros metales (aunque la exposición prolongada a polvo de Mn puede causar problemas neurológicos en mineros, conocida como “locura del manganeso”). El refinado químico puede generar efluentes con metales. En general, el manganeso no es considerado un “mineral crítico” al nivel de litio, Co o Ni, debido a su amplia disponibilidad. No obstante, se investiga aumentar su proporción en cátodos (p.ej. químicas LMFP: litio-manganeso-fosfato de hierro) para lograr baterías libres de Co/Ni pero con más energía que LFP.

Hierro (Fe) y Fosfato (P): Son la base del cátodo LFP (LiFePO₄). Hierro y fósforo son elementos muy abundantes en la corteza terrestre. El hierro se obtiene masivamente en minería de hierro (para acero) – la porción destinada a baterías es insignificante comparada con la siderurgia. El fosfato se obtiene de minas de fosfatos (ej. en Marruecos, China, EE.UU.), también ampliamente disponibles pues se usan como fertilizantes. Por tanto, no hay escasez ni alto costo en estos materiales, una ventaja ambiental/económica de LFP. Empresas chinas como CATL y BYD impulsan fuertemente LFP; China tiene tanto reservas como capacidad de refinado suficientes de fosfatos.

Impacto ambiental: La producción de LFP es menos problemática en cuanto a materiales – hierro y fosfato tienen cadenas establecidas. Sí requiere un proceso industrial (sintetizar fosfato de hierro litiado) que consume energía, pero al no usar cobalto ni níquel se evitan los impactos asociados a esos metales. El hierro igual se extrae en minas a cielo abierto (impacto moderado comparado con metales raros), y el fosfato tiene cierta huella (la minería de fosfatos puede causar eutrofización si no se controlan los residuos). Pero en general, LFP se considera más limpia en términos de materias primas que NMC/NCA.

Grafito (C): Es el material estándar del ánodo en casi todas las baterías Li-ion actuales. El grafito puede ser natural (minado, luego purificado) o sintético (producido a partir de coque de petróleo a altas temperaturas). Para baterías, se suele usar una mezcla, pero China domina prácticamente todo el proceso de purificación y manufactura de ánodos. De hecho, cerca del 93% de la producción de ánodos de grafito es en China. China extrae grafito natural (en Heilongjiang principalmente) y también importa de países como Mozambique (mina de Syrah Resources) o Brasil, pero luego procesa ese grafito en esferas recubiertas aptas para baterías usando métodos químicos intensivos (por ejemplo, se usa ácido fluorhídrico para purificar, un químico muy peligroso). Las mayores empresas de ánodos son chinas: BTR, Shanshan, Hitachi China, etc. Japón y Corea tienen alguna producción de grafito sintético de alta calidad, pero en volúmenes menores.

Impacto ambiental: La minería de grafito natural puede contaminar aguas con polvo de grafito y químicos. Pero el mayor impacto está en la purificación química: las plantas en China han generado contaminación de aire y agua notable (por emisiones de ácidos y efluentes con fluoruro) cuando no se controlan adecuadamente. Además, la fabricación de grafito sintético es muy energética: hay que calentar coque a ~3000°C en hornos eléctricos durante semanas – un proceso con enorme consumo eléctrico (y si esa electricidad proviene de carbón, gran huella de carbono). Por fortuna, el grafito no es tóxico en su forma sólida, y es totalmente reciclable (o reutilizable) aunque hoy día la tasa de reciclaje de grafito de baterías es baja por su bajo valor económico comparado con los metales. De cara al futuro, se investigan ánodos de silicio para reemplazar parcial o totalmente al grafito y lograr más capacidad (el silicio almacena más litio), pero el grafito sigue siendo el caballo de batalla por su estabilidad.

Otros materiales: Cobre y Aluminio: aunque no se mencionaron explícitamente, son importantes: el cobre se utiliza en los colectores de corriente del ánodo y en el cableado interno, y el aluminio en el colector del cátodo y la carcasa de la celda. Un auto eléctrico típico puede llevar 80-100 kg de cobre en total (entre batería, motor y cables), lo que aumenta la demanda global de cobre (minería en Chile, Perú, etc.). El impacto de la minería de cobre es bien conocido: enormes tajos a cielo abierto (ej. Collahuasi en Chile), consumo de agua, generación de relaves, etc. Así que la electromovilidad está vinculada a la demanda de cobre también. Electrolito y otros: el electrolito de las Li-ion es una solución de sal de litio (ej. LiPF₆) en solventes orgánicos. La fabricación de estas sales y solventes ocurre en plantas químicas especializadas (muchas en China y Japón). Algunos componentes como LiPF₆ involucran manejo de fluor (alto potencial de calentamiento global si se liberan). Los separadores son láminas de poliolefinas (plástico) muy delgadas – su producción es menos problemática ambientalmente pero sí implica procesos petroquímicos.

Países y empresas dominantes: En resumen, la cadena de suministro de baterías está altamente concentrada en Asia, particularmente China. China no posee las mayores reservas de litio o cobalto, pero ha invertido fuertemente aguas abajo: refina el 50% del litio, 70% del cobalto y 35% del níquel, y fabrica ~80% de los cátodos y ~93% de los ánodos del mundo. También produce cerca del 79% de todas las celdas de batería (con empresas como CATL, BYD, CALB, Lishen a la cabeza). Corea (LG Energy Solution, Samsung SDI, SK On) y Japón (Panasonic) son otros actores importantes en fabricación de celdas, pero dependen de materias primas que en buena parte se refinan en China.

Países productores de materias primas: Australia (litio, níquel), Chile y Argentina (litio), Congo (cobalto), Indonesia (níquel), Sudáfrica y Gabón (manganeso), China (grafito, tierras raras, litio algo, etc.), Rusia (níquel, cobalto), EE.UU. (litio algo en Nevada, pero mínimo; grafito cero, etc. – de ahí su preocupación estratégica). Empresas líderes por material: ya mencionamos varias: Litio: Albemarle, SQM, Ganfeng, Tianqi, Livent, etc. Cobalto: Glencore, CMOC, operadores en Congo; Zhejiang Huayou (refino). Níquel: Tsingshan, Vale, Nornickel, BHP. Grafito: BTR, Shangdong Yahua, etc. Cátodos: CATL (también hace celdas), Umicore (Bélgica) produce precursores de cátodos en menor medida, BASF invirtiendo, pero China lidera con empresas estatales y privadas. Reciclaje: Aquí cabe mencionar que compañías como Umicore, Redwood Materials (EE.UU.), GEM (China) están emergiendo para reciclar metales de baterías. El reciclaje será clave para reducir la presión en minería: es posible recuperar hasta el 95% del cobalto y níquel, y 80%+ del litio de baterías al final de su vida, lo que disminuiría la necesidad de extraer tantos minerales vírgenes a largo plazo.

Claves para elegir la batería de tu vehículo eléctrico o híbrido

Al comprar un vehículo eléctrico (EV) o híbrido (HEV), la batería es lo que impactará en tu experiencia de uso, por lo que aquí van algunos puntos clave para que sepas qué observar y puedas conversar con el vendedor:

1. Tipos de Batería y Autonomía

• Baterías NMC/NCA (alta densidad): Suelen brindar más autonomía (400 km o más) y son ideales para viajes largos. Si necesitas recorrer grandes distancias frecuentemente, busca un EV con al menos 60 kWh de capacidad.
• Baterías LFP: Menos costosas y seguras, ofrecen buena autonomía para el uso diario en la ciudad, aunque pueden caer un poco en rendimiento en clima frío. Son perfectas si tus trayectos son cortos y no necesitas cargar 100% cada vez.

2. Condiciones Climáticas

• En climas fríos, una batería LFP puede no rendir al máximo, así que considera un EV con batería NMC/NCA. En climas cálidos, busca vehículos con sistema de enfriamiento activo para evitar la degradación de la batería.

3. Impacto Ambiental

• Las baterías LFP no usan cobalto, lo que implica un menor impacto social y ambiental. Si te importa este tema, busca EVs que utilicen esta tecnología.
• Tener en cuenta el tamaño de la batería también es importante: un auto más pequeño (40 kWh) consume menos recursos que uno grande (100 kWh).

4. Cargando el Vehículo

• Fíjate si el vehículo soporta carga rápida (mínimo 50 kW) para viajes y si tiene gestión térmica activa para proteger la batería.
• Algunos fabricantes recomiendan cargar la batería de diferentes maneras según el tipo (por ejemplo, cargar al 100% para LFP pero solo al 80-90% para NMC).

5. Costo y Oportunidades en Argentina

• Actualmente, los EV tienden a ser más caros que los de combustión. Considera los híbridos si buscas una opción más económica y flexible, que no dependa de la infraestructura de carga.

6. Garantía y Durabilidad

• Pregunta sobre la garantía de la batería (idealmente 8 años/160,000 km). Esto te dará una idea de su durabilidad y el compromiso del fabricante.

7. Evaluar Otros Factores

• No solo te fijes en la batería: considera el peso del vehículo, la eficiencia del motor y otros aspectos que afectan la autonomía y el consumo eléctrico.

Con esta información, tendrás un marco claro para evaluar las opciones que te ofrezca el vendedor y así tomar una decisión de compra que se adapte a tus necesidades y valores.