Una batería de iones de litio , o acumulador de iones de litio , es un tipo de acumulador de litio .
Sus principales ventajas son una alta energía específica (de dos a cinco veces más que el níquel-hidruro metálico, por ejemplo) así como la ausencia de efecto memoria . Finalmente, la autodescarga es relativamente baja en comparación con otros acumuladores. Sin embargo, el costo sigue siendo alto y durante mucho tiempo el litio se limitó a sistemas pequeños.
Comercializada por primera vez por Sony Energitech en 1991 , la batería de iones de litio ocupa ahora un lugar predominante en el mercado de la electrónica portátil.
El Premio Nobel de Química 2019 fue otorgado a los innovadores de la batería de iones de litio: el inglés Stanley Whittingham , el estadounidense John B. Goodenough y el japonés Akira Yoshino . Stanley Whittingham está en el origen de la primera batería de iones de litio, diseñada en la década de 1970 con el apoyo financiero del grupo petrolero Exxon, preocupado por la crisis del petróleo, que termina interrumpiendo sus subsidios al final de esta crisis. John Goodenough modifica el prototipo de Stanley Whittingham reemplazando los electrodos de sulfuro de tantalio con óxido de cobalto, lo que hace que la batería de litio sea más eficiente y permite considerar la comercialización. En 1986, el japonés Akira Yoshino lo perfeccionó abandonando el litio puro en el ánodo, mezclándolo con coque de petróleo, lo que al mismo tiempo permitió aligerar la batería, ganar estabilidad y longevidad.
La batería de iones de litio se basa en el intercambio reversible de litio ion entre un electrodo positivo, lo más a menudo un óxido de metal de transición litiado ( dióxido de cobalto o de manganeso ) y un negativo de grafito electrodo (esfera MCMB). El uso de un electrolito aprótico (una sal LiPF 6 disuelta en una mezcla de carbonato de etileno a carbonato de propileno o tetrahidrofurano ) es obligatorio para evitar la degradación de los electrodos muy reactivos.
El voltaje nominal de una celda de iones de litio es de 3,6 o 3,7 V, según la tecnología.
Esta equivalencia: 1 elemento Li-ion = 3 elementos Ni-MH es interesante porque a veces permite una sustitución (de Li-ion por Ni-MH solamente, pudiendo resultar catastrófico lo contrario ). Ni-MH es más seguro de usar, especialmente durante la carga.
Los problemas de seguridad requieren la integración de un sistema de protección electrónica a bordo (BMS), que evita cargas o descargas demasiado profundas y permite el equilibrio de voltajes entre celdas en baterías compuestas por varias celdas en serie; de lo contrario, el peligro puede llegar hasta la explosión de la batería. Las corrientes de carga y descarga permitidas también son más bajas que con otras tecnologías.
Sin embargo, algunas baterías de iones de litio industriales de alta potencia (varios cientos de vatios por celda) duran hasta quince años, gracias a una química mejorada y una gestión electrónica optimizada. Se utilizan en aeronáutica , en vehículos híbridos y eléctricos , sistemas de respaldo, barcos, etc. EDF Énergies nouvelles ha encargado un conjunto de baterías Li-Ion de 20 MWh en McHenry (Illinois) , destinadas a regular la red de alta tensión. voltaje en nombre del operador PJM Interconnection (en) . La sonda espacial Galileo, por ejemplo, está equipada con baterías de iones de litio previstas para doce años. El uso de la técnica de iones de litio en estas escalas de potencia fue solo en su infancia en la década de 2000 .
Las reacciones electroquímicas que permiten el funcionamiento de un acumulador fuerzan el desplazamiento de iones de litio de un electrodo a otro. En la fase de descarga, el ion Li + es liberado por una matriz de grafito por la que tiene poca afinidad y se mueve hacia un óxido de cobalto con el que tiene una alta afinidad. Durante la carga, el óxido de cobalto libera el ion Li + y se inserta en la fase grafítica.
Al descargar el acumulador, esto da como resultado las siguientes ecuaciones químicas:
En el electrodo (+):
En el electrodo (-):
Al cargar, las ecuaciones deben considerarse en la otra dirección. El proceso de descarga está limitado por la sobresaturación de óxido de cobalto y la producción de óxido de litio Li 2 Oque ya no es capaz de restaurar el ion Li + .
Una sobrecarga de 5,2 V conduce a la síntesis de óxido de cobalto ( IV ) CoO 2.
Dentro del acumulador de iones de litio, los iones de Li + , por lo tanto, se desplazan entre los dos electrodos en cada ciclo de carga / descarga, pero la reversibilidad solo es posible para <0,5.
La capacidad de energía de dicho acumulador es igual a la carga total de los iones transportados multiplicada por la tensión de funcionamiento. Cada gramo de iones de litio movido de un electrodo a otro lleva una carga igual a la constante de Faraday / 6.941 o 13 901 C . Para una tensión de 3 V , esto corresponde a 41,7 kJ / g de litio, o 11,6 kWh / kg . Esto es un poco más que la combustión de 1 kg de gasolina, pero también debemos considerar la masa de los demás materiales necesarios para el funcionamiento del acumulador.
Varios fabricantes, como Nokia y Fujitsu-Siemens, han lanzado un programa de intercambio de baterías debido a problemas de sobrecalentamiento en algunas baterías que habían vendido.
En 2016, el fabricante de productos móviles Samsung incluso tuvo que retirar su Galaxy Note 7 tras varios casos de incendios y explosiones.
La carga generalmente se realiza en dos fases, una primera fase con corriente limitada del orden de C / 2 a 1 C (siendo C la capacidad del acumulador). Esta fase permite una carga rápida de hasta aproximadamente el 80%, luego una segunda fase a voltaje constante y corriente decreciente para acercarse al 100% de carga en aproximadamente dos horas más. La carga se completa cuando la corriente de carga cae por debajo de un valor llamado corriente de fin de carga.
El voltaje de fin de carga de las baterías de iones de litio puede ser de 4,1 a 4,2 V, según las especificaciones del fabricante de la batería. La tolerancia actualmente aceptada es de ± 0.05 V por celda, son muy sensibles a las sobrecargas y requieren protección cuando se conectan en serie. Los cargadores deben ser de buena calidad para respetar esta tolerancia. Es importante respetar siempre la ficha técnica proporcionada por el fabricante, que indica las condiciones de carga de la batería (tolerancia, corriente de carga, corriente de fin de carga, etc. ). Sin embargo, ciertos elementos destinados al público en general cuentan con electrónica interna que los protege de una mala manipulación (sobrecarga, descarga profunda). De hecho, la descarga debe limitarse a una tensión de 3 V por celda, una tensión de descarga inferior a 2,5 V puede provocar la destrucción de la celda.
Las baterías de iones de litio no deben confundirse con las baterías de litio que no son recargables. La confusión se mantiene con el término inglés Battery, que designa tanto una batería eléctrica ( batería primaria o celda primaria en inglés) como un acumulador ( batería secundaria o celda secundaria en inglés), mientras que en francés el término batería se usa, de manera incorrecta, para generalmente designar una " batería de acumulador eléctrico ".
La tasa de autodescarga de las baterías de iones de litio es baja: menos del 10% / año, a diferencia de ciertos tipos de baterías que se descargan incluso cuando están paradas: este fue el caso de la batería de litio / metal / polímero (LMP) de Bolloré, lo cual fue un fiasco porque había que mantenerlo a una temperatura de 60 ° C , lo que significaba que había que recargarlo constantemente cuando no estaba en circulación, de lo contrario se descargaría.
La pérdida de capacidad de la batería varía mucho según el modelo, el clima y el método de carga. En promedio, según un estudio realizado en 2019 sobre 6.300 vehículos eléctricos, esta pérdida es del 2,3% anual. Las cargas rápidas aceleran enormemente esta pérdida: sin una carga rápida, una batería pierde menos del 2% en cinco años, frente a más del 10% con las cargas rápidas regulares.
Si se cumplen estrictamente las condiciones de carga y descarga, estos acumuladores pueden durar de 5 a 6 años para productos "público en general" (bicicletas eléctricas, smartphones, cámaras) y más de diez años para productos industriales.
Observa las particularidades eléctricasCon un cargador adecuado de calidad y un sistema de gestión de baterías (BMS), estos requisitos normalmente se cumplen.
Observe algunas instrucciones de uso.Evite el sobrecalentamiento del acumulador:
Los acumuladores se desgastan incluso cuando no se usan (al comprar, verifique la fecha de fabricación).
Respetando estas condiciones, el acumulador podrá seguir funcionando, sabiendo no obstante que su capacidad (en Ah) disminuirá de año en año.
El final de la vida útil ocurre cuando, durante la descarga, el BMS detecta un voltaje por debajo del umbral de corte, incluso en un solo elemento, y corta el suministro de energía. Puede que quede entre un 10 y un 20% de capacidad en el acumulador, pero ya no se puede utilizar. El final de la vida útil también puede ocurrir porque se ha agotado el número de ciclos de carga-descarga del producto, pero esto se está volviendo raro, ya que el número de ciclos posibles ha aumentado (aproximadamente de 500 a 1000).
Un dispositivo equipado con una batería de iones de litio proporciona menos energía cuando las temperaturas son negativas. Es aconsejable mantener su teléfono inteligente, tableta o cualquier otro dispositivo electrónico equipado con una batería de iones de litio en un lugar con una temperatura entre 0 ° C y 35 ° C , con una zona de confort entre 16 ° C y 22 ° C . Cuando las temperaturas bajan, las reacciones químicas que producen energía son menos activas. Como resultado, la energía suministrada es menor. Sin embargo, el rendimiento de la batería vuelve a la normalidad cuando aumentan las temperaturas.
En 2013, los fabricantes japoneses representaron el 70% del mercado mundial de baterías destinadas al mercado de la automoción; su participación de mercado cayó al 41% en 2016, mientras que la de China cayó del 3 al 26% .
En 2020, se destinaron casi 140 GWh de baterías a la fabricación de vehículos eléctricos e híbridos. Los seis principales fabricantes de estas baterías representan alrededor del 90% del mercado; tres son coreanas: LG Energy Solutions , líder con una capacidad de 40 GWh , Samsung SDI y SK Innovation; dos son chinos: CATL a 2 e en el mundo con una capacidad de 30 GWh , y BYD ; uno es japonés: Panasonic , líder en el mercado estadounidense gracias a su asociación con Tesla. Para el abastecimiento del mercado europeo, la tendencia es hacia la fabricación de celdas en Europa por fabricantes asiáticos: LG Chem en Polonia para las baterías del Renault ZOE II, Nissan AESC (joint venture entre Nissan y NEC ) en el Reino Unido para los del Nissan LEAF II, Samsung SDI en Hungría para los del BMW i3, LG Chem en Alemania para el Volkswagen ID3.
La japonesa Panasonic se mantiene en 1 st mayores fabricantes de teléfonos global para baterías en el primer semestre de 2018 con una producción de 3.330 MWh , un 21,5% en comparación con 2017, pero su cuota de mercado se redujo de 31,4% a 21,1%; a 2 rango e , CATL chino produjo 2274 MWh , un aumento del 261% (14,4% del mercado), y 3 rango E , BYD chino 1735 MWh (180,6%; 11% Marlet); el 4 ° rango, el coreano LG Chem, con 1670 MWh (39%) bajó un 13,8% al 10,6% del mercado y el 5 ° puesto, el coreano Samsung SDI 879 MWh (47%) retrocedió del 6,8% al 5,6% de El mercado. En total, estos cinco productores representan el 64% del mercado mundial.
En mayo de 2018 se creó una alianza financiada por el gobierno japonés para acelerar el desarrollo de baterías sólidas; incluye fabricantes (Toyota, Nissan y Honda), fabricantes de baterías (Panasonic y GS Yuasa) y Libtec, una organización japonesa de investigación sobre baterías de iones de litio. El objetivo es duplicar la autonomía de los coches eléctricos para llegar a los 800 kilómetros en 2030, con un primer objetivo fijado en 550 kilómetros para 2025.
En junio 2018, el gobierno chino ha eliminado todos los subsidios para baterías que no proporcionan un alcance de al menos 150 km ; Esta nueva política desencadenará una consolidación a gran escala en la industria de baterías para automóviles en Asia, donde están presentes alrededor de 100 jugadores. Los productores japoneses y surcoreanos también han programado un rápido aumento. Entre 2017 y 2020, Panasonic, que trabaja casi exclusivamente para Tesla, duplicará con creces sus volúmenes de producción con la inauguración de su Gigafábrica en Nevada a principios de la década de 2020. CATL quintuplicará su capacidad de producción para 2020 gracias a una gigantesca fábrica china. El nuevo sitio de LG Chem en Wroclaw, Polonia, abastecerá a Renault, Audi o Volvo. Samsung SDI transformó una antigua fábrica de pantallas de plasma en Goed, Hungría, en un centro de producción de baterías de iones de litio para entregar Volkswagen y BMW; este último, sin embargo, firmó un contrato con CATL.
La empresa china Contemporary Amperex Technology Limited (CATL) anuncia enjunio 2020una batería de iones de litio, para coches eléctricos, con una duración de 16 años y una distancia de 2 millones de kilómetros, el doble de las garantías actuales, limitada a ocho años de media y 1 millón de kilómetros como máximo en Lexus. Por otro lado, el precio de estas baterías sería un 10% superior al actual. Tesla anuncia 1,6 millones de kilómetros para sus baterías, menos costosas de producir, y General Motors ha presentado sus baterías Ultium, con una vida útil anunciada de más de 1 millón de kilómetros.
En 2020, India está considerando un plan similar al "Battery Airbus" para superar su dependencia de China para sus celdas de batería de iones de litio. El gobierno estimaría que habría suficiente potencial en su territorio para crear al menos 5 gigafábricas de tipo Tesla para una capacidad total de 50 GWh .
Tesla ha construido su Gigafactory 1 en Nevada, con una capacidad de 35 GWh / año y está planeando Gigafactory 2 y superior en Buffalo, Nueva York Estado , de Japón y de China . Tesla se ha asegurado enMayo de 2018 su suministro de litio durante tres años gracias a un contrato con la empresa australiana Kidman Resources.
El proyecto Northvolt , apoyado por la Comisión Europea a través de un préstamo del Banco Europeo de Inversiones (BEI) de 52,5 millones de euros, fue iniciado por dos ex empleados de Tesla; reúne a Scania , Siemens y ABB para construir una planta de baterías en Suecia que debería entrar en servicio en 2020 con un objetivo de producción de 8 GWh / año de celdas, luego 32 GWh / año para 2023. La construcción de la fábrica comenzó el8 de junio de 2018en Skellefteå , Suecia; el consorcio Northvolt ha recibido la membresía del fabricante danés de turbinas eólicas Vestas . Los dos fundadores, Peter Carlsson, ex director de producción del Model S, y Paulo Cerruti, eligieron Suecia porque tiene energía barata y 100% hidráulica, lo que ayuda a minimizar las emisiones de CO 2 . ; también esperan poder obtener níquel, cobalto, litio y grafito en Escandinavia. Para ser competitivos con los gigantes asiáticos, planean reducir sus costos a través de una integración vertical muy fuerte y procesos automatizados.
Con el apoyo de la Comisión Europea y su banco de inversión, la European Battery Alliance (EBA) quiere promover un “Airbus de baterías”; estima que se necesitarían "al menos de 10 a 20 gigafábricas" para satisfacer la demanda de baterías de la Unión Europea . A partir de 2025, el continente podría captar un mercado de 250.000 millones de euros, mientras que en 2018 los fabricantes asiáticos acaparan este mercado. Tras apoyar el proyecto Northvolt, están impulsando los proyectos de la empresa francesa Saft, recientemente adquirida por Total y el consorcio alemán Terra-E.
Las empresas coreanas LG Chem y Samsung SDI ya operan (en 2018) fábricas de celdas de batería en Europa, Polonia y Hungría respectivamente, y el fabricante chino de baterías CATL ( Contemporary Amperex Technology ), que ha firmado contratos de suministro con BMW, Volkswagen, Daimler y Nissan. Alianza Renault, planea construir una fábrica en Europa. CATL decidió enjunio 2018para construir esta fábrica en Erfurt en Alemania; tendrá una capacidad de 14 GWh / año .
la 13 de noviembre de 2018, Peter Altmeier , ministro alemán de Economía y Energía, anuncia la movilización de mil millones de euros para 2021 para facilitar el lanzamiento de la producción de células de iones de litio en Alemania, de modo que 'Alemania y Europa puedan satisfacer el 30% de la demanda mundial para 2030'.
La Comisión Europea da la 2 de mayo de 2019su acuerdo "en principio" al pago por parte de París y Bruselas de subvenciones para proyectos de la "European Battery Alliance", sin que estos sean calificados como ayudas estatales ilegales. Sin embargo, el monto de las subvenciones autorizadas se limitará a 1.200 millones de euros, menos de los 1.700 millones prometidos por Francia y Alemania. Añadiendo fondos privados, las inversiones en esta iniciativa podrían representar hasta 5 a 6 mil millones de euros. Peter Altmaier, ministro de Economía alemán, anuncia que ha recibido más de treinta y cinco expresiones de interés.
Rumania anuncia en junio de 2019la reapertura de varias minas para contribuir al proyecto European Battery Alliance. Se trata de minas de cobalto, utilizadas para la fabricación de cátodos en las celdas de acumuladores de iones de litio, y grafito, principal componente de los ánodos.
La Comisión Europea asigna el 9 de diciembre de 2019, la etiqueta "Proyecto europeo de interés común" (IPCEI) al proyecto "Baterías Airbus" lanzado por Francia y al que se suman otros seis Estados miembros de la UE (Alemania, Bélgica, Polonia, Italia, Suecia, Finlandia); esta etiqueta autoriza ayudas estatales. El proyecto reúne a diecisiete empresas, incluidas PSA, Saft, BASF, BMW, Varta, Eneris, Solvay y Umicore. Se espera que el total de ayudas estatales prometidas alcance los 3.200 millones de euros, que se sumarán a la inversión de 5.000 millones prevista por las empresas.
La empresa conjunta Volkswagen-Northvolt anuncia en mayo de 2020 la construcción de una primera planta de baterías en el sitio de Volkswagen en Salzgitter, Alemania. Producirá 16 GWh de acumuladores cada año a partir de 2024, o alrededor de una décima parte de la demanda europea, estimada en 150 GWh por año en 2025.
En noviembre de 2020, el fabricante chino de baterías SVolt anuncia la construcción de una fábrica de baterías para coches eléctricos en Alemania, en la región de Saarlouis ; su capacidad de producción de 24 GWh equipará entre 300.000 y 500.000 coches al año; debería comenzar a fines de 2023.
En marzo de 2021, Volkswagen anuncia su objetivo de producir 240 GWh de baterías en 2030 en seis fábricas, contra 30 GWh en 2023 cuando se inician las dos primeras fábricas: la fábrica sueca en Skellefteå será la primera en alcanzar los 40 GWh en 2023, luego el de Salzgitter en 2025. Se utilizará un modelo de batería única en el 80% de la gama, lo que debería permitir una reducción del precio de los coches en un 30% en la gama media y en un 50% en el segmento básico.
Los proyectos de fábricas gigantes de baterías se están multiplicando en Europa: incluso antes de los anuncios de Volkswagen, los expertos de la ONG Transport & Environment habían identificado 22 proyectos, incluidos 8 en Alemania, que representan 460 GWh de capacidad en 2025 y 730 GWh en 2030.
Tras el acuerdo "en principio" dado por la Comisión Europea sobre 2 de mayo de 2019al pago por parte de París y Bruselas de subvenciones a proyectos de la “European Battery Alliance”, Bruno Le Maire confirma que el primer proyecto lo llevan a cabo Saft, propiedad del grupo Total, y PSA, a través de su filial alemana Opel; comenzará con una planta piloto de 200 empleados, a partir de 2020, en Francia, luego dos plantas de producción, una en Francia y la otra en Alemania, con 1.500 empleados cada una, para 2022-23, que producirán litio líquido '' mejorado '' Primero, las baterías de iones, luego de 2025-2026 adoptarán la tecnología de estado sólido. El consejero delegado de Total, marcado por su fracaso en el sector de los paneles solares, cree que este proyecto solo sería relevante invirtiendo en la futura generación de baterías. También pide garantías a la Unión Europea para proteger el mercado frente a los competidores asiáticos. Explica que la iniciativa requerirá "enormes" subsidios públicos.
El 3 de septiembre de 2020, el fabricante de automóviles PSA y la petrolera Total (con su subsidiaria Saft) anunciaron la creación de Automotive Cells Company (ACC), una empresa conjunta responsable de crear dos fábricas de celdas de batería a partir de 2023 en Francia y Alemania. ACC ya está desarrollando células de iones de litio en el sitio de Saft en Nersac, cerca de Angoulême; la producción de sus baterías se trasladará en 2023 a otros dos emplazamientos de alta capacidad: en Francia en Douvrin (62) para Peugeot / Citroën, y en Kaiserslautern en Alemania para Opel, con 8 GWh de capacidad anual, incrementada gradualmente a 48 GWh en 2030, el equivalente a un millón de vehículos eléctricos.
la 28 de junio de 2021, Renault anuncia dos importantes asociaciones para fábricas gigantes de baterías, la primera con la empresa china EnVision para la construcción de una “gigafábrica” en Douai (9 GWh en 2024, 24 GWh en 2030), lo que representa una inversión de 2.000 millones de euros y 2.500 puestos de trabajo para 2030, la segunda con la startup Verkor, con sede en Grenoble, en la que toma más del 20% del capital, para permitirle construir una línea piloto a partir de 2022 para co-desarrollar baterías de alto rendimiento, que equiparán alta -Vehículos a batería. van desde Renault (segmento C y superiores), así como los eléctricos Alpine. Verkor luego construirá una “gigafábrica” de 16 GWh , que se pondrá en marcha en 2026 y empleará a 1.200 personas a plena capacidad.
Según Bloomberg BNEF , el precio de los paquetes de baterías de automóviles eléctricos ha caído en 10 años (2010-2020) de $ 1,100 a $ 137 por kWh ($ 102 por las celdas + $ 35 por el paquete). El precio medio de las baterías de autobús en China es de 105 dólares / kWh. BloombergNEF estima que el precio podría caer un 40% a $ 58 / kWh para 2030.
En diciembre de 2020, la Comisión Europea presenta un proyecto de reglamento, que deberá ser validado por los Estados miembros y el Parlamento Europeo, que impondrá criterios medioambientales en toda la cadena de vida de la batería, desde la extracción de materias primas hasta el reciclaje, a través de la producción. Para limitar la huella de carbono de su producción, los fabricantes deben medirla e informarla a partir delJulio 2024. Un sistema de “pasaporte digital” permitirá un seguimiento detallado del origen y tratamiento de los materiales utilizados. EnEnero 2026, se introducirán etiquetas de clase de rendimiento. Sobre la base de los datos luego recopilados, se establecerían umbrales máximos de huella de carbono, en cada nivel de la cadena, a partir de julio de 2027. También se definirán criterios de desempeño y seguridad. Los criterios ecológicos que deben respetarse estarán relacionados, en particular, con la durabilidad de las materias primas utilizadas, el uso de materiales reciclados y la limpieza de la energía consumida en la fabricación. El componente de reciclaje del plan entraría en vigor en 2025. El objetivo de recogida selectiva de baterías portátiles aumentaría entonces al 65% (luego al 70% en 2030), frente al 45% en los textos actuales. Thierry Breton advierte: “Las baterías que no cumplan plenamente con los estándares que estableceremos están prohibidas dentro del mercado único” . El comisario de Energía, Maros Sefcovic, dice estar "convencido de que para 2025 la Unión Europea podrá producir suficientes celdas de batería para satisfacer las necesidades de la industria automotriz europea" .
Una planta de reciclaje de baterías de vehículos eléctricos, puesta en marcha experimentalmente en 2011 en Dieuze ( Mosela ) por Veolia y Renault, pasará a la etapa industrial con la ayuda del programa “Inversiones para el futuro”, pasando de 1.000 t recicladas a 2014 a 5.000 t previstas en 2020.
La New Metal Refining Company (SNAM) de Viviez (Aveyron), filial del holding belga Floridienne, retira 6.000 t de acumuladores al año, un 8% de las cuales son baterías de automóvil; a partir de 2018 fabricará baterías con componentes reciclados. SNAM abrirá por primera vez un taller piloto para baterías de iones de litio recicladas en la primavera de 2018. Para la producción en masa, la compañía está buscando un nuevo sitio en Aveyron para abrir una fábrica con una capacidad de 20 MWh por año en 2019 . Luego mejorará los procesos a 4.000 MWh por año para 2025. Dado que los fabricantes de automóviles no quieren baterías recicladas, la compañía apunta al creciente mercado de almacenamiento de electricidad en la industria, la construcción y las energías renovables.
La empresa belga Umicore opera una planta de reciclaje de baterías en Hoboken, cerca de Amberes. La empresa alemana Saubermacher y su filial austriaca Redux Recycling inauguraron enjunio 2018una planta de reciclaje de baterías de vehículos eléctricos en Bremerhaven , en el norte de Alemania. El sitio es capaz de manejar todo tipo de baterías de iones de litio y tiene una capacidad de 10.000 t / año . Dado que el volumen de baterías al final de su segunda vida aún es bajo, los socios esperan reciclar solo de 2000 a 3000 t / año durante los próximos años.
En 2011, el Laboratorio de Innovación para Nuevas Tecnologías Energéticas y Nanomateriales batió el récord mundial de distancia en propulsión eléctrica al equipar un vehículo con baterías de iones de litio a base de fosfato de hierro que recorrió 1.280 kilómetros en 24 horas alrededor de Grenoble .
En 2013, el programa europeo Life + apoyó un proyecto denominado “LIFE BIBAT” liderado por la Comisión Francesa de Energía Atómica y Energías Alternativas destinado a “validar una línea piloto para una nueva generación de baterías ecológicas de iones de litio de diseño bipolar. El proyecto BiBAT tiene como objetivo satisfacer las necesidades energéticas y abordar el problema del agotamiento de los recursos en la fabricación de baterías de iones de litio ” .
Las baterías sólidas parecen estar bien ubicadas para eventualmente suceder a las baterías de iones de litio. Prometen mayor capacidad de almacenamiento, mejor seguridad, menor costo, mayor durabilidad y una carga aún más rápida. Allí se reemplaza el electrolito líquido por un material sólido de tipo cerámico o un polímero; no contienen ningún componente líquido o combustible y, por lo tanto, ofrecen una mayor seguridad al reducir en particular el riesgo de incendio. Hyundai, Toyota, Fisker, BMW, Google, Solvay, Bosch, Dyson, Continental están trabajando en el desarrollo de esta tecnología. Las baterías de iones de sodio también parecen una alternativa prometedora, siendo el sodio cuarenta veces más abundante que el litio.
El proyecto europeo Lisa (del inglés Lithium Sulfur for Safe Electrification ), que reúne a 13 socios (institutos industriales y de investigación, incluido Renault), se lanzó el1 st de enero de 2,019desarrollar una batería de tracción de litio-azufre para movilidad eléctrica en cuatro años. Menos peligrosas que las baterías de iones de litio gracias a su electrolito sólido no inflamable, también serían la mitad de peso y menos voluminosas, lo que permitiría su uso en vehículos pesados, especialmente en autocares y autobuses.
En 2020, la startup californiana Enevate anuncia la comercialización a partir de 2024 de una nueva generación de celdas de iones de litio de alto rendimiento, equipadas con un ánodo de silicio: más ligeras que las que se utilizan actualmente, deberían permitir cargar el 75% de la capacidad de la batería en cinco minutos. Se pueden producir en grandes cantidades en las líneas de producción existentes, lo que debería acelerar su adopción por parte de los fabricantes.
En diciembre 2020QuantumScape, con sede en California, presenta una batería de iones de litio totalmente sólida basada en separadores cerámicos flexibles, que podría cargarse al 80% en 15 minutos y se dice que tiene una vida útil mejorada. Creada en 2010 y desde la Universidad de Stanford , esta start-up cuenta entre sus seguidores con Volkswagen, que la ha apoyado como socio industrial desde 2012 y ha invertido más de $ 300 millones en su desarrollo; QuantumScape se ha asociado con Volkswagen para suministrar 20 GWh de baterías para 2024-2025; cotiza en Wall Street y tiene un presupuesto de $ 1.5 mil millones para este proyecto.
la 26 de enero de 2021, la Comisión Europea aprueba una ayuda pública de 2.900 millones de euros de 12 Estados miembros, entre ellos Alemania, Francia, Italia y España, para un gran proyecto de investigación conjunto sobre baterías de nueva generación, denominado “La innovación europea en baterías”. Complementa el primer proyecto europeo conocido como “baterías Airbus”, lanzado a finales de 2019 por siete estados con 3200 millones de euros en ayudas estatales, que tiene como objetivo poner en marcha las primeras “giga fábricas” europeas en dos años. Hasta 2028, el proyecto de investigación reunirá a unas 40 empresas, incluidos los fabricantes BMW, Fiat-Chrysler y Tesla, el especialista sueco en baterías Northvolt y el químico francés Arkema, para innovar en toda la cadena de valor.