Fabricación de baterías de litio

La fabricación de baterías de litio requiere en primer lugar disponer de un carbonato de litio grado batería (Li2CO3 GB, con una pureza mínima del 99,5 % elaborada mediante una tecnología adecuada. Cada fabricante desarrolla su propio proceso, que está sometido a una continua y costosa investigación para mejorarlo y hacer que sus baterías bajen de precio, para ser más competitivas. Un notable ejemplo de esto es Tesla, Inc., cuyas baterías evolucionan constantemente.

Hasta ahora en más de doce años del proyecto de Li2CO3 y una inversión superior a los 600 millones de dólares, no se ha logrado producir Li2CO3 GB en el salar de Uyuni, debido a la elevada relación magnesio/litio (Mg/Li), de más de 20/1 según algunos estudios, que impide una adecuada purificación del Li2CO3 hasta alcanzar el grado batería, además que la evaporación solar es insuficiente. Según varios expertos debe cambiarse la tecnología de su elaboración, mediante el método de extracción directa de la sal de lito, para luego convertirla en Li2CO3, proceso que será más caro que la actual concentración de la sal de litio por evaporación solar, la eliminación del magnesio y luego la elaboración del Li2CO3.

Sin embargo, como en las industrias extractivas todo depende del costo de producción y los costos unitarios de operación guardarán relación con el contenido de litio y otros elementos, comercializables, necesariamente el proyecto debió haber comenzado con la determinación de reservas probadas de litio, potasio, boro etc., lo que no ocurrió en Uyuni y se inició el proyecto con recursos (no reservas) que dieron diferentes valores para el área más rica del salar, el delta del Río Grande, donde están emplazadas las piscinas y otras instalaciones. Urge entonces la determinación de reservas probadas, para estar seguros de lo que tenemos.

PRECIO DE LAS BATERÍAS

El precio de las baterías de litio depende de varios factores, especialmente la de la capacidad (relacionada con la potencia), como en cualquier motor. En 2010, el precio de la batería de un coche eléctrico suponía el 57 % del precio total del vehículo, mientras que en abril de 2020 se acerca al 35 %. Durante el primer trimestre de 2020, el precio medio del kWh era de aproximadamente 194 $us, por lo que la batería del Hyundai Kona EV que tiene una batería con capacidad de 62 kWh (83HP de potencia) costaría 12.030 $us, 35 % del precio del precio del automóvil, por lo que éste costaría 34.370 $us. El peso del Li en dicha batería es de unos 0,75 kg Li/kWh es decir 46 kg (10 % del peso de la batería). El costo del litio (asumiendo un precio de 8 $us/kg) sería 368 $us, el 3,1 % del precio de la batería y el 1,1 % del precio del automóvil lo que constituye un obstáculo el fabricar baterías de litio, lejos de las grandes fábricas de automóviles. Se espera reducir la cantidad de Li hasta 0,2 kg Li/kWh, con lo que se reduciría mucho más el peso, precio y costo del litio, en relación con los de la batería y del automóvil.

En 2019, el precio del kWh descendió un 11,4 % con respecto al año anterior y un 27,1 % con respecto a 2017. Ello indica que, poco a poco, los precios de las baterías de los coches eléctricos se van reduciendo en el mercado a valores más accesibles. Se estima un precio de 104 $us en 2024 y de 69 $us en 2030, vale decir que el precio bajaría a 4,280 $us para la mencionada batería de 62 kWh,

Tesla ha patentado un nuevo electrodo compuesto por níquel, cobalto y aluminio (NCA), que podría emplearse en sus próximas baterías, de fabricación propia, más económicas y que prometen una vida útil de 1,6 Mkm.

PESO DE LAS BATERÍAS

La batería del Hyundai Kona EV pesa 454 kilogramos (kg), 200 kg más que el motor de combustión interna del mismo modelo, lo que significa que las baterías de litio para accionar autos eléctricos, pesan mucho más que los motores de combustión (79% más en el ejemplo dado), que repercute sobre el mayor peso final del vehículo y su menor autonomía.

OTROS METALES NECESARIOS

PARA SU FABRICACIÓN

Resulta sumamente importante indicar que, en la fabricación de baterías de litio, se utiliza también especialmente cobalto (no producimos), níquel (no producimos), cobre (producimos) y grafito (no producimos). Todos los fabricantes deben asegurarse especialmente la provisión de cobalto, que según el USGS en 2019 el 71 % fue producido por la República Democrática del Congo, que tiene mucha inestabilidad política. Sus exportaciones a China representaron el 40 % del comercio mundial en 2018. Rusia, Australia y Filipinas produjeron el 11 % de cobalto en 2019. Indonesia, Filipinas, Rusia y Nueva Caledonia produjeron el 63 % de níquel en 2019. China produjo el 64 % de grafito en 2019, mientras que Mozambique, Brasil y Madagascar produjeron el 22 %. El cobalto y el níquel son casi 19 veces más pesados que el litio y en esa proporción influirán en el peso de la batería.

Según Ignacio Mártil (23/04719), si se triplicaran los precios del Li, Ni y Co, los costos de las baterías se incrementarían en 2 %, 4 % y 12 % respectivamente, lo que muestra la enorme incidencia del problemático Co.

China también se aseguró yacimientos de litio en el exterior, con la intención de ser el mayor fabricante de baterías de litio. China es además el primer productor de grafito y el tercero de cobre. Para tener competitividad, Tesla ha logrado reducir la cantidad de cobalto en sus baterías. Para fabricar baterías en Bolivia necesitaríamos importar cobalto, níquel y grafito, cuyos principales productores están muy lejos y cuyos mercados y costos no han sido analizados hasta ahora. Luego de fabricada pesada la batería, deberá enviarse a los principales centros de productores de automóviles como son México, Estados Unidos, Europa y Asia, que están a miles de kilómetros de distancia.

El precio y la inestabilidad en el suministro del cobalto y el níquel, está llevando a empresas como Tesla y Volkswagen a plantearse el uso de celdas con otras tecnologías como el litio-hierro-fosfato (LFP), que no han dejado de mejorar y pronto pueden convertirse en una realidad, abaratando aún más los costos de las baterías.

Como se puede apreciar, la fabricación de baterías de litio es muy compleja, pues intervienen muchos factores como el contenido de litio, su precio, su costo de producción, el aprovisionamiento especialmente de cobalto y níquel, la capacidad tecnológica para producir baterías e innovarlas continuamente y la distancia entre la fábrica de baterías y los grandes centros de producción de automóviles.