En estos momentos, incluso las baterías más avanzadas a nivel tecnológico tienen algunos problemas. Los muchos proyectos de investigación abiertos avanzan para conseguir mayor capacidad, cargas más rápidas y un ciclo de vida más amplio. Pues bien, investigadores de la Universidad Tohoku de Sendai, en Japón, han encontrado cómo reducir la degradación de las baterías de iones de litio y así evitar su desgaste retrasando la progresiva pérdida de capacidad.
Esta investigación no solo se aplica a las baterías de iones de litio, sino que también han conseguido los mismos resultados en baterías de sodio. Y es, evidentemente, un paso más para conseguir baterías con mayor densidad energética y, sobre todo, ciclos de vida más largos.
El funcionamiento normal de una batería de litio conlleva un desgaste, que se conocen en términos más precisos como degradación. Las baterías actuales utilizan ánodos de metal alcalino y, sobre todo, las más extendidas son las de litio, aunque se están popularizando las de sodio. En las baterías de iones de litio, los iones pasan del cátodo al ánodo cuando la batería se carga y hacen el flujo contrario cuando se descarga de energía la batería. Cuando esto ocurre, el metal se deposita y disuelve de forma repetida y, poco a poco, se van creando estructuras desiguales en el ánodo de litio. Es así como se produce la degradación progresiva de la batería.
Han encontrado cómo evitar que las baterías de iones de litio se degraden y pierdan capacidad
Este mismo proceso que describíamos anteriormente da lugar a la formación de estructuras parecidas a agujas en los electrodos, y que se denominan dendritas. Estas formaciones, a largo plazo, pueden acabar perforando las capas del material aislante. Es por eso por lo que en ocasiones, por el propio desgaste y la degradación, se pueden producir cortocircuitos. Y al mismo tiempo, esto, aunque en casos más extremos, puede producir fuertes sobrecalentamientos hasta el punto de llegar a incendiarse. Lo más leve que puede ocurrir es que la capacidad de la batería se reduzca poco a poco, con el paso del tiempo y las cargas y descargas.
Pero este grupo de investigadores, del Instituto de Investigación de Materiales de la Universidad de Tohoku, ha encontrado cómo eliminar ese proceso de degradación progresiva de la batería. ¿Cómo? Agregando cationes multivalentes como iones de calcio al electrolito, con lo que se reduce o incluso se llega a eliminar por completo esa formación de dendritas. Es un proceso bastante complejo de entender, evidentemente, pero la clave está en que se puede alargar la vida útil de las baterías de iones de litio considerablemente.
El resultado favorable de esta investigación puede llevar a baterías con más densidad energética, más seguras y con una mayor cantidad de ciclos de vida. Por supuesto, esta vida útil más larga es conveniente para el medio ambiente, porque el reciclaje de baterías de iones de litio no es un proceso sencillo ni limpio. Y para los usuarios de coches eléctricos puede suponer que duren más años y kilómetros.
