Cargadas de Litio

¿Cuánto dura una batería de ion-litio de un auto eléctrico? La respuesta sorprende: aproximadamente 1 millón de kilómetros en promedio, dependiendo del uso y los cuidados, según datos del fabricante Volvo.

De acuerdo a la empresa, los factores que influyen en su duración son tres:

• Número de ciclos de carga (una carga completa y descarga): Mientras más eficientes sean los ciclos, mayor será su vida útil.

• Temperatura ambiental: El frío extremo o el calor excesivo pueden afectar su rendimiento si no se cuenta con un sistema de gestión térmica eficiente.

• Tipo de carga utilizada: Las cargas lentas tienden a preservar mejor la batería a lo largo del tiempo.

"En la actualidad, el mercado de autos eléctricos está dominado por las baterías de iones de litio, debido a su gran capacidad de almacenamiento energético, su eficiencia y su peso reducido en comparación con otras tecnologías", aseguran en Volvo.

Ventajas y beneficios

El Dr. Marcos Orchard, director del Centro de Aceleración Sostenible de Electromovilidad (CASE), ahonda en las características y ventajas de las baterías de ion-litio (Li-ion): "Constituyen el núcleo de los vehículos eléctricos en Chile —automóviles, buses y equipos de carga— debido a su alta densidad energética, que otorga mayor autonomía, y a su eficiencia de carga y descarga. Además, presentan entre 1.000 y 2.000 ciclos de vida útil y una arquitectura modular adaptable a distintos tipos de vehículos. Tecnológicamente predominan dos químicas: litio-ferrofosfato (LFP), utilizada en buses por su seguridad térmica, larga duración y menor dependencia de cobalto y níquel; y níquel-manganeso-cobalto (NMC/NCA), común en automóviles orientados a mayor autonomía gracias a su elevada densidad energética. Ambos tipos integran sistemas de gestión electrónica (BMS) y control térmico para un desempeño seguro".

Desde la perspectiva medioambiental, el también profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Chile, destaca que este tipo de dispositivos de almacenamiento de energía contribuye a la reducción de emisiones locales de óxidos de nitrógeno (NOx), material particulado y ruido, mejorando la calidad del aire urbano. "Si bien su fabricación implica una huella de carbono considerable, esta puede compensarse a lo largo de su vida útil, especialmente cuando su operación se sustenta en energías renovables. Adicionalmente, estas baterías pueden reutilizarse en almacenamiento estacionario y reciclarse para recuperar metales críticos como litio, cobalto y níquel", especifica el Dr. Orchard.

Por su parte, Natalia Soto, jefa de Desarrollo de Producto en Astara Chile, compañía global de movilidad, resalta que las baterías de ion-litio superan a otras tecnologías en autonomía, eficiencia, peso, vida útil y facilidad de uso, lo que explica por qué son tan utilizadas en vehículos eléctricos.

Y en cuanto a sus beneficios ambientales, expone que "permiten reducir de manera significativa las emisiones al no generar contaminantes durante su uso, lo que impacta positivamente en la calidad del aire en las ciudades. Además, al reemplazar el uso de combustibles fósiles, contribuyen a disminuir la huella de carbono y a enfrentar el desafío del cambio climático, alineándose con los objetivos globales de sostenibilidad que tiene nuestro país".


Natalia Soto destaca que el precio de las baterías de ion-litio se ha reducido en torno a un 80%.

Evolución y mantenimiento

En la última década, las baterías de ion-litio empleadas en vehículos eléctricos han experimentado avances sustanciales en densidad energética, seguridad y costos. Marcos Orchard aporta más detalles: "Su capacidad específica se ha incrementado en torno a un 30-40%, lo que permite autonomías mayores en automóviles (de unos 200 km a más de 400 km en modelos estándar) y packs de gran escala en buses (300-600 kWh). Paralelamente, el costo por kWh ha disminuido más de un 80%, facilitando la masificación de flotas eléctricas. También se ha ampliado la diversidad de químicas: litio-ferrofosfato, con mayor estabilidad térmica y vida útil prolongada (superior a 3.000 ciclos), se ha consolidado en buses y vehículos de carga; mientras que níquel-manganeso-cobalto, de mayor densidad energética, predomina en automóviles orientados a largas distancias. Asimismo, se han perfeccionado los sistemas de gestión (BMS) y control térmico, reduciendo riesgos de degradación acelerada y mejorando la confiabilidad".

Sobre su mantenimiento, el director del Centro de Aceleración Sostenible de Electromovilidad señala que estas baterías no requieren intervenciones mecánicas frecuentes, pero demandan un monitoreo continuo del estado de carga, temperatura y balance de celdas, funciones aseguradas por el BMS. "El cuidado se centra en prácticas de operación: evitar cargas y descargas extremas, prevenir exposiciones prolongadas a altas temperaturas y aplicar actualizaciones de software que optimizan la gestión energética. A nivel de flotas, se realizan diagnósticos periódicos de salud de batería (State of Health, SoH) y, en etapas avanzadas, se consideran estrategias de segunda vida o reciclaje especializado", añade.

Por su parte, Natalia Soto releva que las baterías de ion-litio han mejorado notablemente en autonomía, seguridad y costos, los cuales han disminuido en más de un 80%. "Además, hoy tienen una mayor vida útil, gracias a sistemas de gestión que controlan temperatura y ciclos de carga. Y su mantenimiento es mínimo frente a un motor a combustión: basta con revisiones periódicas del sistema eléctrico y buenas prácticas de carga, lo que reduce significativamente los costos de operación", explicita.

Optimización y valorización

Aunque las baterías de ion-litio usadas en vehículos eléctricos en Chile presentan un alto grado de desarrollo, para el Dr. Orchard aún existen oportunidades para su optimización técnica y ambiental. "En primer lugar, es posible mejorar la densidad energética, lo que permitiría aumentar la autonomía de automóviles y camiones sin incrementar significativamente el peso o el volumen del sistema. Se requiere, asimismo, extender la durabilidad y el número de ciclos de vida útil, reduciendo la degradación vinculada a cargas rápidas y a la operación en condiciones extremas, muy frecuentes en flotas urbanas y de transporte de carga. Otra línea de avance es la optimización de los sistemas de gestión y control térmico (BMS), que podrían aumentar la seguridad, eficiencia y uniformidad en el envejecimiento de las celdas. Y en materia ambiental existen oportunidades en la sustitución parcial de materiales críticos (como cobalto y níquel) por químicas más sostenibles —por ejemplo, LFP—, así como en la consolidación de procesos de reciclaje y reutilización que impulsen la economía circular", sostiene el experto en electromovilidad.

Agrega que en Chile ya existen iniciativas piloto y empresas emergentes dedicadas a la recuperación de baterías de ion-litio impulsadas por la Ley de Responsabilidad Extendida del Productor (REP), que contemplará metas específicas para su recolección y valorización. Además, releva la reutilización de estos dispositivos en aplicaciones estacionarias, como sistemas de respaldo, almacenamiento de energías renovables y microredes, donde aún con un 70-80% de capacidad remanente pueden operar durante varios años adicionales. "Esta práctica cobra especial relevancia ante el crecimiento acelerado de la generación solar y eólica, que demanda soluciones de almacenamiento distribuido", comenta.


Marcos Orchard destaca que el CASE ha desarrollado soluciones integrales para valorizar las baterías de ión-litio de vehículos eléctricos.

Natalia Soto, en tanto, apuesta por el desarrollo de procesos de reciclaje más robustos y la ampliación de iniciativas de segunda vida para las baterías, lo que permitiría extender su utilización más allá del vehículo y optimizar el aprovechamiento de los recursos.

Irrumpe el sodio

Marcos Orchard manifiesta que, en el corto y mediano plazo, las baterías de ion-sodio (Na-ion) se perfilan como la principal alternativa emergente a las de ion-litio en vehículos eléctricos. "Su competitividad radica en la abundancia de sodio y en que no requieren cobalto ni níquel, lo que reduce los riesgos de suministro y la huella ambiental asociada a la extracción de materias primas. Aunque su densidad energética es inferior (casi igual a 120-160 Wh/kg frente a >200 Wh/kg en Li-ion), resulta suficiente para buses urbanos y vehículos de autonomía estándar. Además, las baterías Na-ion destacan por su seguridad térmica —con menor riesgo de combustión o explosión— y por su potencial para ciclos de vida prolongados, lo que las hace especialmente adecuadas para aplicaciones estacionarias, entornos operativos exigentes y ciclos de carga en condiciones de baja temperatura. Estos atributos son relevantes en contextos urbanos y para flotas cuya autonomía extrema no es prioritaria. Su desarrollo futuro dependerá de avances en materiales activos, escalabilidad industrial y adaptación a nichos como la micromovilidad y el almacenamiento energético estacionario", afirma.

En paralelo, indica que se están haciendo estudios con baterías de estado sólido, que prometen mayor densidad energética y seguridad al sustituir el electrolito líquido por uno sólido, aunque su comercialización masiva se prevé recién hacia fines de esta década. "Otras químicas como litio-azufre o metal-aire ofrecen potencial a más largo plazo, ya que aún enfrentan desafíos de estabilidad y vida útil", revela.

Concordando con el académico, Natalia Soto destaca a las baterías de sodio por ser "más económicas y abundantes, con propiedades electroquímicas similares al litio, aunque con menor capacidad de almacenamiento y densidad energética. Y también generan expectativas las baterías de estado sólido, que prometen mayor seguridad y autonomía, aunque todavía enfrentan desafíos técnicos. En definitiva, cada química de batería ofrece fortalezas y limitaciones, y la elección óptima dependerá siempre de las necesidades específicas de cada vehículo y aplicación".

DATO:

2050
Año en que en Chile se podrían generar entre 18,4 kt y 269,3 kt de baterías fuera de uso, dependiendo del nivel de penetración de la electromovilidad. Esto, de acuerdo a un estudio técnico desarrollado por E2BIZ y Fundación Chile, en el marco del proyecto GEF7 de Electromovilidad.

Artículo publicado en InduAmbiente n° 196 (septiembre-octubre 2025), páginas 24 a 26.