Las baterías de litio de Alemania

Alemania hace los coches eléctricos, pero no las baterías que emplean. Para cambiar esta situación, el gobierno y la industria han intensificado sus actividades de investigación y desarrollo en los últimos años. Estos esfuerzos están dando sus frutos: una labor conjunta con el Centro de Investigación en Energía Solar e Hidrógeno Baden-Württemberg (ZSW) ha tenido éxito en la fabricación industrial de células de iones de litio para el sector de automoción, en una planta piloto.

La instalación ha fabricado células estándar en formato PHEV 1 de forma totalmente automática, a una alta tasa de producción. Financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación y el Estado de Baden-Württemberg, la planta piloto de producción 3.000 m2 en ZSW está equipada con sistemas de fabricación especialmente desarrollados y ha estado en funcionamiento durante más de un año. La operación de la línea piloto se inició a principios de 2015.

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La experiencia adquirida en la planta piloto ZSW ha contribuido significativamente a derribar las barreras tecnológicas que impiden la producción comercial de elementos de baterías en este país.

Algunas empresas ya están al tanto de esto y han contribuido en el desarrollo de esta tecnología; específicamente, BASF, BMW, Daimler, Elring Klinger, Manz, Robert Bosch, Rockwood Litio, SGL Carbon y Siemens. La plataforma de investigación pre-competitiva en el Laboratorio de Tecnología de batería ZSW (eLaB) en Ulm está abierto a todas las empresas e instituciones de investigación que busquen investigar en la producción de células de batería con materiales avanzados y procesos de fabricación.

Más de 1.300 kg de materiales activos y 11 km de placas de electrodos20140805_050_ZSW-60-l-Mischanlage

Dado que se iniciaron las operaciones hace un año, ZSW ha procesado 1.300 kg de materiales activos, recubierto 11 km de placas de electrodos, y montado más de mil células por medio de estos componentes automáticamente. Se demostró con éxito la capacidad de la planta para la fabricación con un rendimiento de una célula por minuto y con una reducción estable de los índices de unidades defectuosas.

Se necesitará más esfuerzo en el desarrollo para cumplir con todos los requisitos para las futuras células, por ejemplo, para los objetivos de capacidad y durabilidad. Sin embargo, estos resultados avalan el impresionante éxito que la industria alemana y la comunidad de investigación han logrado de manera conjunta en los últimos años. Hasta la fecha, solamente muy pocos expertos alemanes entendían todo el proceso de fabricación de células de ion-litio desde la producción de electrodos y ensamblaje de la célula hasta la formación y los ensayos.

Los investigadores optaron por la combinación más utilizada de materiales, níquel – litio – óxido de cobalto – manganeso (NMC) / grafito, para calificar los procesos de fabricación. En los próximos proyectos serán empleados materiales avanzados que permiten mayores densidades de energía para extender el rango vehículos. Los investigadores también tienen como objetivo optimizar el diseño de la célula y los procesos de fabricación individuales.

El auge mundial del coche eléctrico, una oportunidad para la industria alemanaZSW-Elektrodenband

Los vehículos eléctricos están haciendo incursiones en todo el mundo. Más de 500.000 fueron fabricados en todo el mundo en 2015. Nuevas fábricas están siendo construidas principalmente en Asia para satisfacer el rápido crecimiento  de la demanda de la industria del automóvil con baterías.

Las células de iones de litio son el corazón de los coches eléctricos. Ellos determinan el rango, la seguridad y el costo de un vehículo eléctrico y contribuyen hasta un 40% en el valor añadido. La fabricación local de las pilas presenta una oportunidad para mantener la integración vertical y el  valor añadido de la industria del automóvil, que es tan extensa e importante para Alemania.