Sin embargo, aunque se están haciendo esfuerzos para empezar a producir LFP fuera de China, casi todo el material activo de los cátodos y las celdas de las baterías de LFP se fabrican actualmente en China, lo que suscita preocupación por la seguridad de la cadena de suministro y los riesgos geopolíticos para los fabricantes que dependen del LFP, especialmente en EE.UU..
La cuota mundial de cátodos de iones de litio ha pasado del LCO al LFP. Fuente: IDTechEx
LMFP como respuesta a las limitaciones de densidad energética del LFP
Aunque el LFP ofrece importantes ventajas de coste y ventajas relacionadas con la duración del ciclo y la estabilidad térmica, tiene una desventaja notable: su densidad energética es inferior a la de las químicas NMC o NCA. A pesar de las mejoras en el diseño de las baterías, esto limita la autonomía de los vehículos eléctricos con baterías de LFP, un aspecto clave tanto para los fabricantes de automóviles como para los consumidores. El litio manganeso hierro fosfato (LMFP) ha surgido como una posible solución. El LMFP mantiene las ventajas de coste del LFP y mejora la densidad energética al incluir manganeso en la composición del cátodo. Este desarrollo podría ayudar a reducir la diferencia de rendimiento entre las baterías basadas en LFP y las basadas en NMC, manteniendo al mismo tiempo la estructura de bajo coste de las LFP. Los principales fabricantes de cátodos, como Dynanonic y Ronbay, y otros más recientes, como Lithium Australia/VSPC o Mitra Chem, tienen previsto desarrollar y ampliar su capacidad de producción de LMFP. El informe de IDTechEx «Li-ion Battery Market 2025-2035: Technologies, Players, Applications, Outlooks and Forecasts» ofrece perspectivas de producción de material activo para cátodos y prevé la demanda de baterías en GWh por cátodo hasta 2035.
El grafito artificial gana cuota al natural
Otro cambio notable en las tendencias de los materiales para baterías se está produciendo en el mercado de los ánodos, donde el grafito artificial está ganando terreno al grafito natural. IDTechEx estima que el grafito artificial representará aproximadamente el 73% del mercado de ánodos de grafito para baterías de iones de litio en 2023, frente a aproximadamente el 60% en 2020. El principal impulsor de este cambio es el coste. Históricamente, el grafito artificial ha sido más caro que el natural debido a los requisitos energéticos de la grafitización, pero ofrecía una mayor fiabilidad en la producción del material y algunas ventajas de rendimiento relacionadas con la capacidad de tasa y la vida útil del ciclo. Sin embargo, los bajos precios de la energía en China y la gran competencia han hecho bajar los precios del grafito artificial, que ha llegado a costar 6 dólares por kilogramo en el caso de los ánodos de alta calidad. Esto ha hecho que el grafito artificial sea una opción más atractiva para los fabricantes de baterías que buscan optimizar el coste y el rendimiento, lo que conduce a un mayor uso. Es importante destacar que esto también crea una barrera a la adopción de materiales de ánodo alternativos para aplicaciones sensibles a los costes, como los materiales basados en silicio, cuyos precios pueden ser un orden de magnitud superior en base a US$/kg.
El coste impulsa el mercado de las baterías
Las tendencias actuales en la elección de materiales para ánodos y cátodos tienen en común el coste. El uso del LFP y el desarrollo de otros cátodos de bajo coste, como el LMFP, son un ejemplo fundamental de la creciente atención que presta la industria del Li-ion a los costes y los precios. El reciente cambio hacia el grafito artificial frente al natural también se ha debido a la caída de los precios. La fuerte competencia y el exceso de capacidad en toda la cadena de valor de las baterías hacen que los precios bajen aún más. Esto será muy beneficioso para los compradores y consumidores de baterías, pero crea obstáculos considerables a los actores que pretenden entrar en el mercado, sobre todo en Europa y Norteamérica, donde las cadenas de suministro y las industrias menos desarrolladas crean una barrera adicional para competir con los actores y fabricantes asiáticos ya establecidos.
Está surgiendo una amplia gama de materiales y tecnologías para satisfacer las demandas de una industria de baterías de iones de litio en rápido crecimiento, pero la clave para el éxito de la adopción de cualquier material y tecnología será el coste, como demuestran los recientes cambios hacia el LFP y el grafito artificial. Las innovaciones y desarrollos que puedan impulsar el rendimiento, la seguridad y las ventajas medioambientales, manteniendo al mismo tiempo unos precios bajos y competitivos, serán clave para el crecimiento continuado de la industria de las baterías y los proyectos de descarbonización que dependen de ella.
Autor: Dr. Alex Holland, Director de Investigación de IDTechEx
