Northvolt presenta una batería de iones de sodio de 160 Wh/kg, la densidad energética de una batería de LFP

El fabricante sueco de baterías Northvolt ha anunciado el desarrollo de su primera generación de celdas de iones de sodio. Están diseñadas para sentar las bases de la próxima generación de soluciones de almacenamiento de energía de la empresa, que espera que las generaciones posteriores ofrecezcan una mayor densidad energética, y abrirá, a su vez, oportunidades para permitir soluciones de movilidad eléctrica.

Su tecnología de iones de sodio ha sido validada a más de 160 Wh/kg en su campus de I+D e industrialización, Northvolt Labs, en Västerås (Suecia). Este nivel de rendimiento hace que la tecnología sea competitiva con la química de almacenamiento de energía dominante en la actualidad: las baterías de litio hierro fosfato (LFP).

“Gracias a la abundancia mundial de materiales de entrada, así como a la robustez y sostenibilidad de la tecnología de iones de sodio, Northvolt considera que esta tecnología es una parte clave de la cartera de productos de la empresa a largo plazo”, declaró a pv magazine Wilhelm Löwenhielm, director senior de desarrollo de negocio ESS de Northvolt. “Con su producto de iones de sodio de primera generación, Northvolt sacará al mercado una solución a escala competitiva con las soluciones LFP. Con el tiempo, se espera que la tecnología supere significativamente a la LFP en términos de competitividad de costes.”

Según Löwenhielm, Northvolt pretende abordar el mercado del almacenamiento de energía con una solución completa de baterías “plug & play” que permita una rápida entrada en el mercado y su ampliación.

“Las actividades clave para llevar esta tecnología concreta al mercado es la ampliación de la cadena de suministro de materiales para baterías, que Northvolt está llevando a cabo actualmente junto con socios clave”, afirmó.

De momento, la empresa ha revelado pocos detalles sobre el rendimiento de la tecnología. “También hemos demostrado la robustez y la vida útil de la célula, algo clave para los sistemas de almacenamiento de energía”, afirma la empresa en su página web, sin dar cifras concretas.

Sin embargo, Northvolt ha dicho que su célula de iones de sodio se basa en un ánodo de carbono duro y un cátodo basado en el blanco de Prusia, lo que la hace similar a la primera generación de células de iones de sodio presentada por el peso pesado de la industria china de baterías CATL en 2021.

En el momento del lanzamiento, CATL afirmó que llevaba muchos años dedicada a la investigación y el desarrollo de materiales para electrodos de baterías de iones de sodio. También reveló sus planes de establecer una cadena industrial básica para 2023.

Afirmó que su primera generación de baterías de iones de sodio podía alcanzar densidades energéticas de hasta 160 Wh/kg y prometió un aumento a 200 Wh/kg para la siguiente generación. A principios de año, confirmó que la china Chery sería el primer fabricante de automóviles en utilizar su tecnología de baterías de iones de sodio.

“A primera vista, debería tratarse de la misma tecnología anunciada por CATL en 2021, pero el fabricante chino también está buscando cátodos de óxido estratificado, ambos con prestaciones similares (160 Wh/kg)”, explicó a pv magazine Max Reid, analista principal de vehículos eléctricos y baterías de Wood Mackenzie. “En los inicios del sodio-ión, tiene sentido que una empresa como CATL siga desarrollando varias tecnologías e intente superar los retos de cada una para cubrir sus apuestas”.

Northvolt, por su parte, se ha adherido a la química de las baterías de níquel-manganeso-cobalto (NMC), la preferida por los clientes de vehículos eléctricos. La plataforma ESS de la empresa se basa en la misma química, que se considera menos sostenible que la LFP por su contenido en cobalto y níquel.

Sin embargo, la startup sueca, que se ha asegurado el respaldo de grandes inversores como Volkswagen, BlackRock y Goldman Sachs desde su creación en 2016, siempre ha afirmado que está construyendo las baterías de iones de litio más ecológicas del mundo, con una huella de CO2 mínima.

La compañía ha logrado reducir la huella de carbono de sus celdas de iones de litio a 33 kg CO2/kWh, una reducción de dos tercios en comparación con una referencia de la industria. Su objetivo, sin embargo, es establecer 150 GWh de producción anual de células para 2030 a 10 kg CO2/kWh con un 50% del material para sus células de iones de litio procedente del reciclaje.

En diciembre de 2021, Northvolt se convirtió en el primer fabricante en producir celdas de batería totalmente diseñadas, desarrolladas y ensambladas por una empresa europea de baterías. Esas primeras células salieron de sus líneas de fabricación en Northvolt Ett, su primera gigafactoría, en el norte de Suecia, que tiene una capacidad instalada de 16 GWh. Entretanto, la empresa ha revelado sus planes para otras tres plantas en Alemania, Canadá y Suecia.

Northvolt también se ha dedicado al desarrollo de tecnología de baterías de litio-metal de alta densidad energética para aviación y vehículos de alto rendimiento en su filial Cuberg, con sede en San Leandro (California). La empresa derivada de la Universidad de Stanford ha desarrollado una pila de litio metal de formato comercial de 20 Ah con una densidad energética de 405 Wh/kg y la ha integrado en un módulo de batería específico para aviación que ofrece una densidad energética gravimétrica y volumétrica de 280 Wh/kg y 320 Wh/L respectivamente.

Hace aproximadamente un año, Northvolt anunció una inversión en Altris, una empresa tecnológica sueca que ha desarrollado una tecnología propia para producir Fennac (blanco de Prusia), un componente clave en las baterías de iones de sodio que consta de sodio, carbono de hierro y nitrógeno.

En octubre, Altris anunció un hito en el desarrollo de su tecnología, al presentar una célula de batería de iones de sodio de 160 Wh/kg.

“Ahora tenemos la vista puesta en lograr 200 Wh/kg y más, manteniendo nuestra química pura y sostenible”, declaró Björn Mårlid, director general de Altris. Northvolt, que ha desarrollado sus células de iones de sodio en colaboración con Altris, ha declarado que su objetivo es industrializar esta tecnología y desarrollar soluciones para su integración en soluciones de almacenamiento de energía de implantación mundial.

“El bajo coste y la seguridad a altas temperaturas hacen que esta tecnología resulte especialmente atractiva para soluciones de almacenamiento de energía en mercados emergentes como India, Oriente Medio y África”, afirma la empresa en un comunicado de prensa.

El sector depositó grandes esperanzas en la tecnología de las baterías de iones de sodio en medio de los aumentos de precio del año pasado y las previsiones de escasez de materiales para las baterías de iones de litio. Aunque la expectación inicial se ha desvanecido, con los precios de las baterías de ión-litio volviendo a una trayectoria descendente, la tecnología de ión-sodio sigue considerándose una alternativa viable.

Las dos tecnologías de baterías tienen mucho en común en cuanto a estructura y principios de funcionamiento, y a menudo pueden incluso utilizar las mismas líneas de fabricación y equipos. Sin embargo, la de sodio-ión ofrece credenciales medioambientales superiores, mayor seguridad y mejores costes de materias primas que la de litio-ión. Por lo general, las células de Na-ion son hasta un 40% más baratas, pero el reto es llevar la tecnología a escala.