Los coches eléctricos tienen varios retos por delante. Sabemos que la batería de un vehículo tiene una vida limitada. Las baterías de iones de litio pueden aguantar un determinado número de ciclos de carga y descarga, y cada uno de ellos va produciendo una pequeña degradación; eso quiere decir que con cada carga y descarga, poco a poco, la batería va perdiendo capacidad y, por lo tanto, nuestro coche eléctrico va progresivamente perdiendo autonomía. Pero han dado el primer paso para resolver este problema.
Desde la Universidad de Cambridge informan de que, con el objetivo de conseguir baterías con una carga más rápida, y con la mira puesta en hacer baterías con mayor durabilidad, han encontrado cómo analizar la degradación de las mismas. Estamos en un punto en el que es de sobra sabido que se necesita poder comprender cuáles y cómo son los procesos que ocurren dentro de una batería en funcionamiento, de modo que se puedan identificar cuáles son las limitaciones en el rendimiento de una batería. Y el gran problema es que hasta la fecha, técnicas como los microscopios electrónicos o los rayos X no solo son sistemas complejos y caros, sino que además son incapaces de generar imágenes suficientemente rápido como para captar los rápidos cambios que ocurren en los electrodos de carga rápida.
Encuentran cómo ver en tiempo real qué ocurre en una batería, el primer paso para cargas más rápidas y menor degradación
Investigadores de la Universidad de Cambridge han conseguido superar este problema a través del desarrollo de una técnica basada en microscopía óptica de laboratorio para el análisis de las baterías de iones de litio. Lo mejor de todo es que es una técnica de bajo coste. Así que no solo han conseguido resolver el problema de observación del proceso de degradación de las baterías de iones de litio, sino que también han resuelto el problema de los costes que implican este tipo de observaciones. Gracias a este avance científico, se puede observar en tiempo real, y en condiciones realistas de no equilibrio, cómo se comportan las partículas de una celda de batería.
En su investigación detallan que han conseguido observar gradientes de concentración de litio que se movían a través de las partículas activas individuales. Estas concentraciones son las que producen una tensión interna que da lugar a fracturas. Estas microscópicas fracturas son las que pueden conducir a la desconexión eléctrica de algunos fragmentos y que se traduce, en consecuencia, en la pérdida de capacidad de la batería. Es decir, que este es el origen tanto de la pérdida de autonomía en coches eléctricos como de la reducción de la vida útil de la batería en sí misma.
Ya se sabía que estos eventos espontáneos que ocurren en la química de la celda de una batería tienen graves implicaciones para el funcionamiento de la batería. Sin embargo, hasta el momento no se había tenido capacidad para observarlos en tiempo real. Por lo tanto, hasta este descubrimiento no se había tenido capacidad de analizar cómo, y por qué, ocurre esto en la batería de un coche eléctrico. Así lo ha señalado Dr. Christoph Schnedermann, del Laboratorio Cavendish de Cambridge.
Este es un paso clave que va a permitir avanzar en el desarrollo de baterías de próxima generación. La comunidad científica necesita más datos para conocer cómo se comportan las baterías y cuáles son los motivos por los que se degradan de una u otra manera. Gracias a estas nuevas técnicas de observación, próximamente podremos tener en nuestro coches eléctricos baterías que permitan alcanzar una mayor autonomía y, sobre todo, coches eléctricos que tengan una mayor vida útil por su kilometraje máximo.
