Abundancia de minerales
Las baterías de iones de sodio ofrecen una ventaja clave en cuanto a la abundancia de minerales. Los precios del litio se dispararon a más de 80.000 dólares estadounidenses por tonelada en 2022 debido a las tensiones geopolíticas, los problemas de suministro tras la COVID y el aumento de la demanda. Esto puso de relieve la fragilidad de una cadena de suministro dominada por China, que controla más del 93 % del procesamiento de grafito y más del 80 % de la producción mundial de gigafábricas.
Aunque los precios del litio han bajado desde entonces a alrededor de 10.000 dólares estadounidenses por tonelada, el carbonato de sodio sigue siendo mucho más barato. Esto implica una menor factura de materiales y una menor exposición a las crisis de suministro. El sodio también está ampliamente disponible y se puede obtener a partir de materiales comunes como la trona o la sal, lo que lo convierte en un candidato ideal para la producción nacional.
El informe de IDTechEx, «Baterías de iones de sodio 2025-2035: tecnología, actores, mercados y previsiones», concluye que si los precios del litio vuelven a subir por encima de los 50.000 dólares estadounidenses por tonelada, la ventaja en cuanto al coste de los iones de sodio será aún más pronunciada.
Compatibilidad inmediata
Las baterías de iones de sodio ofrecen una gran compatibilidad con la fabricación actual de baterías de iones de litio. A menudo se pueden fabricar utilizando los mismos formatos y equipos, lo que permite una ampliación más rápida y económica. Sin embargo, la compatibilidad depende de la química. Algunos materiales, como los óxidos en capas y los análogos del azul de Prusia, son sensibles a la humedad y requieren una manipulación en salas secas para evitar la pérdida de rendimiento por reacciones con el vapor de agua.
Las celdas de iones de sodio también tienen una menor densidad energética, lo que significa que se necesitan más celdas para almacenar la misma energía. Esto aumenta las necesidades de equipamiento y eleva los costes de procesamiento en un 15 % aproximadamente. Aun así, el ion de sodio puede aprovechar gran parte de la cadena de suministro del ion de litio, con procesos e infraestructuras compartidos que ofrecen un valioso atajo hacia la escala industrial.
La compatibilidad de la producción de celdas de iones de sodio con la de iones de litio depende de la química. Fuente: IDTechEx
Ventajas de seguridad
Las baterías de iones de sodio pueden transportarse con un estado de carga cero, a diferencia de las celdas de iones de litio. Esto reduce el riesgo de incendio durante el transporte y hace que el envío sea más seguro, fácil y barato. Se trata de una ventaja logística clave, especialmente para las cadenas de suministro globales.
Las baterías de iones de sodio suelen utilizar ánodos de carbono duro. Dado que el sodio no se intercala en el grafito, esto permite el uso de diferentes disolventes electrolíticos, como el carbonato de propileno o PC, que tiene un alto punto de inflamación y un amplio rango de liquidez. Por lo general, no es seguro en los sistemas de iones de litio, pero funciona bien en las celdas de iones de sodio. El PC puede sustituir a disolventes más inflamables, como el DEC y el DMC, mejorando la estabilidad térmica y la seguridad.
Dicho esto, la afirmación general de que las baterías de iones de sodio son siempre más seguras que las de iones de litio no es exacta. La seguridad depende en gran medida de la química específica utilizada. Por ejemplo, los materiales de óxido en capas como NFPP o NFM se comportan de forma diferente en condiciones de uso indebido. Estas diferencias se tratan con más detalle en el informe completo de IDTechEx, que incluye datos de pruebas ARC de varios desarrolladores de baterías de iones de sodio.
En situaciones de abuso térmico, las celdas de iones de sodio tienden a entrar en fuga térmica a temperaturas más altas y progresan más lentamente que las celdas de iones de litio, lo que ofrece una seguridad adicional en determinadas condiciones.
Autor: Shazan Siddiqi, analista tecnológico principal de IDTechEx
