Las nuevas generaciones de baterías buscan aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos y almacenar energía renovable durante períodos más prolongados. Las tecnologías de estado sólido, litio-azufre y sodio-ion avanzan junto a soluciones basadas en hierro y vanadio, abriendo un nuevo escenario para la demanda mundial de minerales estratégicos.
La industria mundial de baterías está entrando en una etapa de diversificación tecnológica, impulsada por la necesidad de aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos, reducir costos de fabricación y mejorar la capacidad de almacenamiento de energía renovable. Siete tecnologías concentran parte de los principales esfuerzos de desarrollo, con soluciones que utilizan litio, sodio, hierro, vanadio, silicio y azufre para responder a necesidades energéticas diferentes.
El cambio ocurre mientras las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) consolidan su presencia en vehículos eléctricos y sistemas estacionarios. Durante 2025, esta química representó aproximadamente el 90% de las nuevas instalaciones de almacenamiento estacionario mediante baterías a escala mundial.
Sin embargo, la competencia tecnológica está ampliándose. Las baterías de estado sólido prometen mayores densidades energéticas, las de sodio-ion buscan reducir la dependencia del litio y las de hierro-aire apuntan a almacenar electricidad durante períodos de hasta 100 horas.
Para Chile, esta evolución tiene especial relevancia por su posición en la producción de litio y cobre, además de su creciente necesidad de almacenamiento eléctrico asociado a la generación solar y eólica.
Baterías de estado sólido buscan aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos
Una de las tecnologías que concentra mayor interés es la batería de estado sólido.
A diferencia de las baterías convencionales de ion-litio, que utilizan electrolitos líquidos, estos diseños incorporan materiales sólidos para permitir el transporte de iones entre los electrodos.
Esta modificación podría facilitar el uso de ánodos de litio metálico, cuya capacidad de almacenamiento por unidad de masa es superior a la del grafito utilizado habitualmente.
El objetivo es aumentar la cantidad de energía almacenada sin incrementar proporcionalmente el tamaño y peso de las baterías.
No obstante, la tecnología enfrenta desafíos relevantes.
Entre ellos destacan la necesidad de mantener un contacto adecuado entre sus componentes internos, la estabilidad durante ciclos repetidos de carga y descarga y los costos de producción.
Algunos diseños también requieren mantener presión mecánica sobre las celdas para asegurar su funcionamiento.
Aunque existen avances en prototipos y desarrollos piloto, las baterías completamente de estado sólido todavía deben demostrar su competitividad y desempeño a gran escala comercial.
Ánodos de silicio y litio-azufre: nuevas alternativas para almacenar más energía
Otra línea de innovación consiste en aumentar la proporción de silicio utilizada en los ánodos de las baterías de ion-litio.
El silicio puede almacenar una mayor cantidad de litio que el grafito, lo que ofrece posibilidades de incrementar la densidad energética.
Sin embargo, presenta una dificultad importante: su volumen aumenta durante la carga y disminuye durante la descarga.
Estas variaciones generan tensiones mecánicas que pueden deteriorar los electrodos y reducir su vida útil.
Para enfrentar el problema, los fabricantes investigan combinaciones de silicio poroso y grafito, además de nuevas estructuras capaces de soportar esos cambios dimensionales.
En paralelo, las baterías de litio-azufre ofrecen otra alternativa para desarrollar sistemas de almacenamiento más livianos.
Esta química utiliza azufre en el cátodo y litio metálico en el ánodo.
Su atractivo radica en su elevada capacidad teórica de almacenamiento energético por kilogramo, característica relevante para vehículos donde el peso influye directamente sobre la autonomía.
El principal desafío está relacionado con la formación y migración de polisulfuros durante el funcionamiento.
Este fenómeno puede disminuir la capacidad disponible y afectar el rendimiento después de numerosos ciclos de carga.
Por ahora, ambas tecnologías requieren perfeccionamientos adicionales para ampliar su utilización comercial.
Baterías LFP consolidan su posición en vehículos y almacenamiento renovable
Mientras otras tecnologías avanzan en investigación, las baterías de fosfato de hierro y litio ya cuentan con una importante presencia industrial.
Las LFP utilizan litio, hierro y fosfato como componentes principales de su material catódico, evitando el uso de níquel y cobalto en esa parte de la celda.
Su competitividad está relacionada con el costo, la estabilidad térmica y la capacidad de soportar numerosos ciclos de carga y descarga.
Estas características las hacen especialmente atractivas para vehículos eléctricos de consumo masivo y sistemas estacionarios de almacenamiento.
Su principal limitación es que generalmente ofrecen una menor densidad energética que las baterías de ion-litio con cátodos ricos en níquel.
Esta diferencia adquiere mayor importancia en automóviles diseñados para recorrer largas distancias, donde el peso y espacio disponible son factores críticos.
En instalaciones estacionarias, en cambio, el volumen de las baterías suele representar una restricción menor.
La consolidación de las LFP también tiene consecuencias para la industria minera.
Aunque reducen la necesidad de determinados metales utilizados en otras químicas, mantienen la demanda de litio y requieren materiales conductores, componentes electrónicos e infraestructura eléctrica.
Sodio-ion alcanza 175 Wh/kg y emerge como alternativa al litio
Las baterías de sodio-ion se encuentran entre las tecnologías con mayor potencial para diversificar el suministro de materiales.
Su funcionamiento es similar al de una batería de ion-litio, pero utiliza iones de sodio como portadores de carga.
El sodio es un elemento ampliamente disponible y puede obtenerse mediante diferentes cadenas productivas.
Su utilización permitiría reducir la exposición de determinados fabricantes a las fluctuaciones de precios del litio.
Sin embargo, la tecnología todavía presenta diferencias de desempeño.
Densidad energética máxima de celdas de última generación
Valores de referencia tecnológica; no equivalen al rendimiento de un vehículo completo.
Las celdas de sodio-ion más avanzadas alcanzan aproximadamente 175 Wh/kg, frente a 205 Wh/kg para determinadas celdas LFP y 265 Wh/kg para tecnologías de níquel, manganeso y cobalto (NMC).
Esta diferencia significa que una batería de sodio puede requerir mayor peso o volumen para almacenar una cantidad equivalente de energía.
Por ese motivo, sus aplicaciones iniciales más competitivas se encuentran en vehículos urbanos, transporte de reparto y almacenamiento estacionario.
Otra ventaja potencial es su comportamiento a bajas temperaturas.
Algunas celdas avanzadas pueden conservar alrededor del 90% de su capacidad nominal a temperaturas cercanas a -40 °C, una característica relevante para vehículos que operan en condiciones climáticas extremas.
Pese a esos avances, la capacidad mundial de fabricación de sodio-ion sigue siendo considerablemente inferior a la del ion-litio.
Vanadio y hierro-aire buscan almacenar electricidad durante períodos prolongados
La evolución tecnológica también está alcanzando los sistemas destinados a almacenar electricidad durante muchas horas.
En este segmento destacan las baterías de flujo de vanadio.
Su funcionamiento utiliza electrolitos líquidos almacenados en depósitos externos y transportados mediante bombas hacia un conjunto de celdas electroquímicas.
Una de sus principales ventajas es la posibilidad de aumentar la duración del almacenamiento incorporando mayores volúmenes de electrolito, sin necesidad de incrementar proporcionalmente la potencia del sistema.
Esta característica permite diseñar instalaciones adaptadas a determinadas necesidades de suministro.
Por otra parte, las baterías de hierro-aire utilizan reacciones químicas entre hierro y oxígeno.
Durante la descarga, el hierro se oxida y libera energía eléctrica. Durante la carga, el proceso se revierte.
La empresa estadounidense Form Energy desarrolla sistemas diseñados para suministrar electricidad durante hasta 100 horas, equivalentes a más de cuatro días.
Esta tecnología está orientada principalmente a instalaciones eléctricas que necesitan respaldo durante períodos prolongados de baja generación eólica o solar.
No está diseñada para competir directamente con baterías de vehículos eléctricos, donde el peso y el volumen tienen mayor importancia.
Qué significa esta transformación para el litio y el cobre chileno
La diversificación de baterías introduce nuevas variables para la demanda futura de minerales estratégicos.
Chile participa directamente en esta transformación mediante su industria del litio y su posición como principal productor mundial de cobre.
Las baterías de estado sólido con ánodos de litio metálico, las de litio-azufre y las LFP mantienen al litio como componente fundamental.
Por lo tanto, la innovación tecnológica no implica necesariamente una sustitución generalizada de este mineral.
Sin embargo, el crecimiento del sodio-ion podría modificar la composición de la demanda en aplicaciones donde el costo, la disponibilidad de materiales y la durabilidad sean más importantes que la densidad energética.
El cobre, por su parte, conserva un papel relevante en motores eléctricos, sistemas de carga, cableado, electrónica de potencia e infraestructura de transmisión.
La expansión del almacenamiento energético también implica inversiones en conexiones eléctricas, transformadores, instalaciones industriales y sistemas de distribución.
Aunque ciertas químicas pueden modificar los materiales utilizados dentro de las celdas, la electrificación continúa necesitando infraestructura conductora.
Almacenamiento energético y oportunidades para la minería
Para las operaciones mineras, la disponibilidad de diferentes tecnologías puede ampliar las alternativas para integrar energías renovables.
Las baterías LFP presentan ventajas para desplazar energía solar desde períodos de alta generación hacia horarios de mayor demanda.
Las baterías de flujo de vanadio podrían evaluarse en aplicaciones donde se requiera almacenamiento de mayor duración.
Los sistemas de hierro-aire, en tanto, apuntan a necesidades de suministro que abarcan varios días.
La selección dependerá de factores como potencia requerida, duración de descarga, costos de instalación, eficiencia, vida útil y condiciones ambientales.
En el norte de Chile, donde se concentra una parte significativa de la actividad minera y de la generación solar, estas soluciones podrían contribuir al desarrollo de sistemas energéticos más flexibles.
No obstante, su incorporación debe responder a evaluaciones técnicas y económicas específicas.
La industria de baterías avanza hacia un mercado con múltiples tecnologías
La competencia entre diferentes químicas está configurando un mercado donde difícilmente una sola tecnología responderá a todas las necesidades.
Los automóviles de larga autonomía requieren baterías livianas y de elevada densidad energética.
Los vehículos urbanos pueden priorizar menores costos y durabilidad.
Las instalaciones eléctricas necesitan sistemas capaces de almacenar grandes cantidades de energía durante períodos definidos.
Esta diferenciación también influirá en las cadenas de suministro de materias primas.
El litio seguirá teniendo un papel central en numerosas tecnologías, mientras el sodio, el hierro y el vanadio amplían las alternativas disponibles para el almacenamiento energético.
Para Chile, el desafío será observar cómo evolucionan estas soluciones y qué efectos generan sobre la demanda de minerales, las inversiones industriales y la infraestructura eléctrica.
La transición energética ya no depende exclusivamente de fabricar baterías con mayor capacidad. También exige desarrollar sistemas adecuados para cada aplicación, reducir costos y asegurar cadenas de suministro competitivas.
En ese escenario, la innovación en almacenamiento podría redefinir tanto el mercado de vehículos eléctricos como las decisiones de inversión en energía y minería durante los próximos años.
REDIMIN Responde
¿Qué tecnologías de baterías están avanzando para aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos y almacenar energía renovable?
Las tecnologías de estado sólido, litio-azufre y sodio-ion están avanzando junto a soluciones basadas en hierro y vanadio para aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos y almacenar energía renovable durante períodos más prolongados.
¿Cuál fue la participación de las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) en las nuevas instalaciones de almacenamiento estacionario en 2025?
En 2025, las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) representaron aproximadamente el 90% de las nuevas instalaciones de almacenamiento estacionario mediante baterías a escala mundial.
¿Qué desafíos enfrentan las baterías de estado sólido?
Las baterías de estado sólido enfrentan desafíos como la necesidad de mantener un contacto adecuado entre sus componentes internos, la estabilidad durante ciclos repetidos de carga y descarga, y los costos de producción. Algunos diseños también requieren mantener presión mecánica sobre las celdas para asegurar su funcionamiento.
¿Qué ventaja ofrecen las baterías de sodio-ion en comparación con las de ion-litio?
Las baterías de sodio-ion utilizan iones de sodio como portadores de carga, lo que permite reducir la exposición a las fluctuaciones de precios del litio. Además, algunas celdas avanzadas de sodio-ion pueden conservar alrededor del 90% de su capacidad nominal a temperaturas cercanas a -40 °C, lo que es relevante para vehículos en condiciones climáticas extremas.
¿Qué característica destaca en las baterías de flujo de vanadio para el almacenamiento de electricidad?
Las baterías de flujo de vanadio permiten aumentar la duración del almacenamiento incorporando mayores volúmenes de electrolito sin necesidad de incrementar proporcionalmente la potencia del sistema, lo que permite diseñar instalaciones adaptadas a necesidades específicas de suministro.
