ANAHÍ ABELEDO

Elon Musk ha estado tomando medidas para asegurar el suministro de las materias primas que necesita para cumplir con sus objetivos de producción. El litio llamó la atención del CEO de Tesla, quien ya en 2020 informaba a sus inversores que la compañía estaba buscando una nueva forma de producirlo a partir de arcilla y para eso había adquirido los derechos de los depósitos de arcilla en Nevada, el proceso aún no se probó a escala comercial. Las deficiencias de la cadena de suministro hoy son un problema más que se suma al precio del litio y no se descarta la compra de una mina de por parte de Tesla. También se especula que experimenta - al igual que la competencia - con baterías de grafeno para lograr mayor duración y rendimiento. 

En 2016, Musk dijo que las baterías no necesitan tanto litio como níquel o grafito, describiendo el litio como "la sal en tu ensalada", diciendo que es aproximadamente el 2 % de la masa celular.

Pero algunos inversores aún se preguntan si las baterías de iones de litio de Tesla eventualmente incluirán otro material interesante: una sola capa de alótropo cristalino dentro del carbono conocido como grafeno.

La popularidad mundial de las ofertas de Tesla (NASDAQ: TSLA ), como el sedán Model 3, ha sido una buena noticia para importantes metales de batería como el litio , el grafito y el cobalto, destaca un informe de Investing.com.

Debido a que los vehículos eléctricos de Tesla funcionan con baterías de iones de litio, se espera que aumente la demanda de litio, junto con el grafito y el cobalto, a medida que Tesla venda más de sus automóviles. 

Algunos inversores aún se preguntan si las baterías de iones de litio de Tesla eventualmente incluirán otro material interesante: una sola capa de alótropo cristalino dentro del carbono conocido como grafeno.

Desde entonces, los precios del litio han tenido una tendencia alcista, alcanzando máximos históricos y actualmente manteniendo ganancias. Como resultado de los picos de precios, no solo del litio sino también de otros metales clave para las baterías, los costos de las baterías han aumentado. "Las materias primas representan actualmente alrededor del 80 % de los costos de las baterías, frente a alrededor del 40 % en 2015", según Benchmark Mineral Intelligence.

“El precio del litio ha llegado a niveles insanos”, tuiteó Musk en abril. "No hay escasez del elemento en sí, ya que el litio está en casi todas partes de la Tierra, pero el ritmo de extracción/refinamiento es lento".

La mayor parte de la extracción de litio ocurre en Australia, a partir de roca dura , y en Chile, a partir de salmueras . Pero la refinación de litio está dominada por China, que actualmente representa más del 75 % de la capacidad mundial de procesamiento de litio.

“Me gustaría instar una vez más a los empresarios a ingresar al negocio de la refinación de litio. La minería es relativamente fácil, la refinación es mucho más difícil”, dijo Musk en una llamada de ganancias de julio, y agregó que hay márgenes similares a los de un software en el procesamiento de litio. “No puedes perder, es una licencia para imprimir dinero”.

EL LITIO Y EL COBALTO
No solo el precio del litio el que vio subir los precios el año pasado: el precio del cobalto se duplicó en 2021 . La mayor parte de la extracción de cobalto tiene lugar en la República Democrática del Congo, que a menudo se ha asociado con el trabajo infantil y los abusos de los derechos humanos, lo que alimenta las preocupaciones sobre el suministro de este metal para baterías a largo plazo.

Contenido de metal de las químicas de la batería por peso. Gráfico BloombergNEF.

En sus baterías, Tesla es conocida por utilizar cátodos de níquel-cobalto-aluminio (NCA) desarrollados por la empresa japonesa Panasonic (TSE: 6752 ). Este tipo de cátodo tiene una mayor densidad de energía y es una opción con bajo contenido de cobalto, pero la industria lo ha adoptado menos en comparación con los cátodos de níquel-cobalto-manganeso (NCM) ampliamente utilizados. Esos no son los únicos cátodos que contienen cobalto que Tesla planea usar; LG Energy Solutions de Corea del Sur está trabajando para suministrar a Tesla baterías que utilizan cátodos de níquel-manganeso-cobalto-aluminio.

Pero no todas las baterías de Tesla contienen cobalto. Para sus vehículos de rango estándar, Tesla dijo el año pasado que estaba cambiando la química de la batería que usa a cátodos de fosfato de hierro y litio (LFP). Este tipo de cátodo no contiene cobalto ni níquel. En ese momento, la empresa ya fabricaba vehículos con química LFP en su fábrica de Shanghái, que abastece a los mercados de China, la región de Asia-Pacífico y Europa.

¿CUÁNTO LITIO TIENEN LAS BATERÍAS DE TESLA?
La respuesta es que, aunque no sea enorme en comparación con otras materias primas, puede convertirse en un obstáculo para cualquier fabricante de vehículos eléctricos si no hay suficientes y de la calidad adecuada.

Pero un factor clave para recordar es el volumen: dada la cantidad de baterías que Tesla necesita para cumplir sus ambiciosos objetivos, si no puede asegurar un suministro constante de materias primas, podría encontrarse con un cuello de botella. Por supuesto, esto es cierto no solo para Tesla, sino para todos los fabricantes de automóviles que producen vehículos eléctricos en la actualidad y establecen objetivos para las próximas décadas.

De hecho, se espera que la demanda de litio se dispare en los próximos años. Para 2030, Benchmark Mineral Intelligence pronostica que la demanda de litio alcanzará los 2,4 millones de toneladas métricas (TM) de carbonato de litio equivalente , mucho más que las 600.000 TM de suministro previstas que se espera producir en 2022.

LAS EMPRESAS QUE LE SUMINISTRAN LITIO
No hay una sola empresa que suministre litio a Tesla. A fines de 2021, Tesla firmó un nuevo acuerdo de suministro de litio de tres años con el principal productor de litio Ganfeng (OTC Pink: GNENF , SZSE: 002460). La compañía china proporcionará productos a Tesla durante tres años a partir de 2022. Los principales productores de litio Livent (NYSE: LTHM) y Albemarle (NYSE: ALB) también tienen contratos de suministro vigentes con el fabricante de vehículos eléctricos de EE. UU. y el grupo industrial Sichuan Yahua de China (SZSE: 002497) acordó suministrar hidróxido de litio de grado de batería al fabricante de EV en 2020 por un período de cinco años.

La compañía también tiene acuerdos con empresas mineras junior para la producción que aún no se ha puesto en marcha. Liontown Resources (ASX: LTR ) de Australia está lista para suministrar a Tesla concentrado de espodumeno de litio de su proyecto Kathleen Valley de 473 millones de dólares australianos. El acuerdo es por un período inicial de cinco años que comenzará en 2024, condicionado a que Liontown comience la producción comercial en 2025.

Core Lithium (ASX: CXO), otra compañía que cotiza en ASX, también firmó un acuerdo con Tesla de Elon Musk para suministrar a la compañía automotriz hasta 110,000 TM de concentrado de espodumeno de óxido de litio de su proyecto de litio Finniss durante cuatro años. Core comenzará a suministrar a Tesla en la segunda mitad de 2023.

Aunque Tesla ha obtenido litio de todas estas empresas, la cadena de suministro de vehículos eléctricos es un poco más compleja que comprar litio directamente a los mineros. Tesla también trabaja con fabricantes de baterías, como Panasonic o CATL (SZSE: 300750 ), que a su vez trabajan con otras compañías químicas que aseguran sus propios acuerdos de litio.

EL DESAFÍO: CONVERTIRSE O NO EN MINERA. LA ARCILLA DE NEVADA
"Para los fabricantes de automóviles, asegurar el suministro de litio para cumplir con sus objetivos de electrificación se está convirtiendo en un desafío, por lo que sigue surgiendo la pregunta de si se convertirán en mineros en el futuro", se afirma en el informe de Investing.com.

En 2020, en el evento del Día de la Batería de la compañía, Musk sorprendió a la industria del litio al decir que Tesla había adquirido los derechos de los depósitos de arcilla ricos en litio en Nevada, diciendo que había encontrado una manera de extraer el material de manera sostenible y simple. manera — usando sal de mesa y agua.

Pero extraer litio no es una tarea fácil y, a pesar de la especulación, es difícil imaginar que un fabricante de automóviles esté involucrado, dijo Felipe Smith de SQM (NYSE: SQM ) en un evento en junio .

“Tienes que construir una curva de aprendizaje: todos los recursos son diferentes, hay muchos desafíos en términos de tecnología, para alcanzar una calidad constante a un costo razonable”, dijo. "Por lo tanto, es difícil ver que un OEM, que tiene un enfoque completamente diferente, realmente se comprometa con estos desafíos de producción".

Los fabricantes de equipos originales (OEM, por sus siglas en inglés) se están dando cuenta de que es posible que necesiten construir cadenas de suministro de vehículos eléctricos desde cero después de que los mercados de capitales no hayan dado un paso adelante, según Simon Moores de Benchmark Mineral Intelligence. Además, los fabricantes de equipos originales de automóviles que fabrican vehículos eléctricos tendrán que convertirse en mineros.

“No me refiero a los mineros reales, pero van a tener que empezar a comprar el 25 por ciento de estas minas si quieren garantizar el suministro; los contratos en papel no serán suficientes”, dijo.

¿TESLA APUESTA AL GRAFENO?
Tesla ha generado mucho interés entre los consumidores con su Model 3, un automóvil de US$ 40.000 que cree que ayudará a que los vehículos eléctricos (EV) estén disponibles para las masas. Hoy en día, el Model 3 es el modelo EV enchufable más vendido del mundo, según Statista, con ventas de unidades globales de más de 500.000 en 2020.

Debido a que los vehículos eléctricos de Tesla funcionan con baterías de iones de litio, se espera que aumente la demanda de litio, junto con el grafito y el cobalto, a medida que Tesla venda más de sus automóviles.

Algunos inversores aún se preguntan si las baterías de iones de litio de Tesla eventualmente incluirán otro material interesante: una sola capa de alótropo cristalino dentro del carbono conocido como grafeno.

Una batería se compone de un cátodo y un ánodo, y las baterías de iones de litio suelen contener un ánodo de grafito. Sin embargo, la tecnología de grafeno tiene el potencial de ser aprovechada en baterías de litio como electrodo de grafeno.

Aunque ha habido desafíos de confiabilidad con estos materiales de electrodos, el óxido de grafeno reducido, una solución de agua y grafeno, ha mostrado atributos prometedores dentro de las baterías de iones de litio.

Además, cuando se une un óxido metálico al grafeno, las funciones de almacenamiento de energía mejoran notablemente. Los óxidos metálicos se utilizan comúnmente en iluminación, imanes y superconductores, entre otras aplicaciones. 

Visto como el “material maravilloso” del siglo XXI, el grafeno tiene una impresionante lista de características : conduce la electricidad mejor que el cobre , es impermeable a los gases , es 200 veces más fuerte que el acero (pero seis veces más liviano) y casi transparente. Además, sus propiedades pueden verse alteradas cuando se añaden componentes químicos a su superficie.

Esas cualidades le dan al grafeno aplicaciones aparentemente infinitas, aunque la mayoría aún no están disponibles comercialmente. Entonces, ¿realmente podría usarse el grafeno para fabricar mejores baterías de iones de litio? Y si es así, ¿es algo que Tesla persigue? La respuesta corta es "todavía no", pero hay más en la historia que eso.

La agencia de noticias Xinhua de China es en gran parte responsable de los rumores de que Tesla podría estar fabricando una batería de grafeno, la batería de grafeno de 500 millas. 

Ya en 2014, el medio de comunicación publicó un artículo que decía que Tesla estaba trabajando en una batería de grafeno que casi podría duplicar el alcance del automóvil Model S a 500 millas.

Se le dio crédito a la historia de Xinhua porque casi al mismo tiempo que salió a la luz, Musk dijo que pensaba que sería posible crear un vehículo eléctrico con un alcance de 500 millas . “De hecho, podríamos hacerlo muy pronto, pero aumentaría el precio”, dijo. Sin embargo, no especificó que el grafeno se usaría para crear dicho vehículo.

El artículo y el comentario de Musk comprensiblemente crearon un alboroto en la comunidad del grafeno. En particular, los observadores del mercado señalaron que, si bien una batería de grafeno podría ser excelente para el kilometraje, el costo del grafeno podría hacerla prohibitivamente costosa.

Sin nuevos informes sobre los planes de grafeno de Tesla, el entusiasmo por la batería de 500 millas se desvaneció. Las fuentes muestran que las baterías Tesla, producidas por Panasonic (TSE: 6752 ), tienen un alcance máximo de 330 millas entre los modelos de primera línea de la compañía.

A mediados de 2019, Tesla adquirió Maxwell Technologies . En particular, Maxwell ofrece capacidades de carga rápida a través de sus supercondensadores. Los supercondensadores de grafeno tienen la capacidad de almacenar cantidades increíbles de energía en comparación con los condensadores normales.

RETOS Y COMPETENCIA
Existen obstáculos para comercializar el uso de materiales de grafito en baterías. Hay desafíos de densidad que afectan la seguridad y la resistencia de las baterías de litio en los vehículos eléctricos. Los problemas relacionados con la conductividad, que en última instancia pueden degradar la capacidad general de la batería, también persisten.

GAC Group anunció el desarrollo de una batería mejorada con grafeno 

Así es como está la situación hoy. Si bien una batería de grafeno de Tesla es ciertamente una idea convincente, hasta el momento no ha habido confirmación de que la compañía realmente tenga una en proceso.

Hay otras empresas interesadas en la idea de las baterías de grafeno que algún día podrían impulsar los vehículos eléctricos.

Nanotech Energy está desarrollando baterías mejoradas con grafeno para dispositivos electrónicos portátiles y vehículos eléctricos. La empresa de servicios financieros con sede en Taiwán, Fubon Financial Holding, realizó recientemente una inversión de 64 millones de dólares estadounidenses en la empresa.

A principios de 2020, Graphenano, con sede en España, informó que, junto con un socio chino, está desarrollando una batería a base de polímero de grafeno que permitiría un alcance de hasta 500 kilómetros y un tiempo de recarga de menos de cinco minutos. También hay una startup española llamada Earthdas que ha fabricado una batería de grafeno que carga motos y bicicletas eléctricas en solo cinco minutos. Es posible que solo sea cuestión de tiempo antes de que pueda usarse para otros vehículos.

Además, en 2020, el fabricante chino de vehículos eléctricos GAC Group (HKEX: 2238)  anunció el desarrollo de una batería mejorada con grafeno que se puede cargar hasta en un 85% en ocho minutos.

Más recientemente, GAC Group presentó su SUV eléctrico Aion V , que espera esté en el mercado en el otoño de 2021. GAC Group afirma que la batería de grafeno del EV se puede cargar en tan solo ocho minutos sin dañar la batería y entregará una con alcance de más de 620 millas con una sola carga. Sin embargo, las afirmaciones hacen que los expertos de la industria pongan los ojos en blanco, ya que muchos creen que tales capacidades a escala aún están a unos años de distancia.

Graphene Manufacturing Group (GMG) (TSXV: GMG ) , con sede en Australia, afirma haber desarrollado celdas de batería de iones de aluminio y grafeno que, según se informa, pueden cargarse hasta 70 veces más rápido que las celdas de iones de litio convencionales y mantener hasta tres veces la carga. energía como las celdas convencionales basadas en aluminio. Según la compañía , su celda de grafeno de iones de aluminio se cicló recientemente 2000 veces sin pérdidas de rendimiento.

El director gerente de GMG, Craig Nicol, dijo que la tecnología de celdas de la compañía podría adaptarse a las carcasas de iones de litio actuales de los vehículos. “La nuestra tendrá la misma forma y voltaje que las celdas de iones de litio actuales, o podemos cambiar a la forma que sea necesaria”, dijo. GMG planea tener prototipos de celdas de bolsas para automóviles para 2022.

Tesla no es la única respuesta sobre la batería de grafeno. Pero el grafeno es considerado el “material maravilloso” del siglo XXI; si Tesla quiere mantenerse al día con la competencia, es posible que las baterías de grafeno sean parte del futuro de la compañía.