Salón de Ginebra 2014: Batería avanzada para el Kia Soul EV

El Kia Soul EV está equipado con un avanzado paquete de baterías de polímero de ion-litio suministrado por SK Innovation. El paquete, que tiene una densidad energética líder en su clase de 200 Wh/kg, es el resultado de un programa de desarrollo conjunto de tres años entre Kia Motors Corporation y SK Innovation en Corea.

Los ingenieros de Kia han desarrollado este excepcional paquete de baterías que cuenta con 192 celdas de polímero de ion-litio en ocho módulos, con una potencia total de 27 kWh. El paquete incorpora tecnología de control térmico de última generación para mantener las celdas individuales a una temperatura óptima y un diseño estructural que mejora la resistencia a impactos.

En la producción en serie de las celdas del Soul EV se utiliza un material catódico NCM (níquel-cobalto-manganeso) rico en níquel. La densidad energética, que depende de las capacidades del cátodo, es un factor clave que determina la autonomía del vehículo eléctrico. Gracias a la densidad energética líder de su batería, el Soul EV ofrece una autonomía de «aproximadamente» 200 km con una sola carga.

También se desarrollaron aditivos electrolíticos de alto rendimiento y materiales para el ánodo con el fin de cumplir diversos requisitos de rendimiento (como seguridad y ciclo de vida), manteniendo al mismo tiempo una alta densidad energética.

Además, en las celdas del Kia Soul EV se utiliza un separador especial de seguridad. El separador determina la seguridad y la velocidad de carga/descarga de la batería. Tiene una resistencia térmica mejorada, que ayuda a mantener la celda segura frente a la exposición al calor o al fuego, evitando que el separador se encoja si la temperatura de la celda supera los niveles normales.

En conjunto, la baja resistencia eléctrica de las celdas, un control térmico adecuado del sistema de batería y un cálculo preciso del estado de carga mejoran el rendimiento de carga, lo que permite un tiempo de «carga rápida» excepcional de 25 minutos (100 kW CC) o 33 minutos (50 kW CC). El tiempo de carga completa, según la fuente de alimentación, es de hasta cinco horas (6,6 kW CA).

El aditivo electrolítico utilizado en el Soul EV evita la degradación del rendimiento de la batería tanto a bajas como a altas temperaturas, ampliando el rango de temperatura de uso de la batería y reduciendo la fluctuación de la autonomía en función del clima.

El frío es notoriamente hostil para una batería, y el Soul EV cuenta con un sistema de calentamiento de la batería que la calienta mientras el coche está enchufado a la red, antes de su uso. Esto ayuda a mantener un rendimiento óptimo de la batería independientemente de la temperatura exterior.

Para máxima «seguridad activa», el módulo de batería está equipado con un dispositivo de protección contra sobrecargas que corta el circuito de alta tensión si se produce el fenómeno de hinchazón de las celdas debido a una sobrecarga.

La optimización de las materias primas utilizadas para crear el control de la morfología del cátodo y el recubrimiento superficial, el recubrimiento superficial del ánodo y el aditivo electrolítico, junto con la excelente resistencia mecánica del separador, garantizan una durabilidad y seguridad de la celda líderes en su clase.

Contexto de las baterías

Una batería de ion-litio es una batería recargable que almacena la energía eléctrica como energía química y la utiliza cuando es necesario. Los iones de litio se mueven del cátodo al ánodo durante la carga y del ánodo al cátodo durante la descarga. El electrolito es necesario como medio para la transferencia de los iones de litio, y el separador es necesario para separar eléctricamente el ánodo y el cátodo.

Generalmente, el cátodo está compuesto de óxidos pesados y puede almacenar menos electricidad por peso que el ánodo, que está compuesto de carbonos ligeros. Para aumentar la densidad energética (energía por peso) del paquete de baterías, es importante aumentar la cantidad de electricidad almacenada por el cátodo, ya que la cantidad de electricidad debe estar equilibrada entre el cátodo y el ánodo.

La batería de polímero de ion-litio es el nombre común para el tipo de batería que utiliza «film de bolsa» como material de embalaje. El nombre batería de ion-litio se refiere al tipo de batería que utiliza una lata metálica como material de embalaje.

Las ventajas de una batería de polímero de ion-litio (en comparación con las baterías de ion-litio normales) incluyen: mayor eficiencia debido a la estructura simple de la celda (menos piezas), menores costes, mayor seguridad y fiabilidad (gracias a una mejor difusión térmica y control de presión interna), facilidad de fabricación en una variedad de capacidades y formas.