Un nuevo estudio reveló cómo extender la vida útil de las baterías de iones de litio en un 50%

13 de septiembre de 2024

Un nuevo estudio reveló cómo extender la vida útil de las baterías de iones de litio en un 50%

El secreto permite, además, reducir la carga inicial de 10 horas a 20 minutos. Beneficiaría a múltiples industrias, entre ellas los dispositivos populares en electrónica y los vehículos eléctricos, y podría revolucionar los proceso fabriles actuales

>Un reciente estudio ha revelado una novedosa tÃ©cnica que podrÃa extender la vida Ãºtil de las baterÃas de iones de Reemplazar dispositivos como El proceso clave detrÃ¡s de esta mejora estÃ¡ en la optimizaciÃ³n de la interfase electrolÃtica sÃ³lida (SEI), una capa que se forma en el electrodo negativo durante la primera carga de la baterÃa. Esta capa es crucial porque actÃºa como una barrera protectora, evitando reacciones secundarias que podrÃan afectar el litio disponible en la baterÃa. Si no se forma correctamente, la baterÃa pierde litio, lo que reduce su capacidad y, por ende, su durabilidad.

Will Chueh, cientÃfico de materiales de la Universidad de Stanford, explicÃ³ al medio especializado Live Science: â€œEsta comprensiÃ³n es crucial para encontrar un mejor equilibrio entre el rendimiento de la baterÃa y la eficiencia de la fabricaciÃ³nâ€.

En un comunicado de prensa del SLAC-Stanford Battery Center, se subrayÃ³ que cargar las baterÃas de iones de litio a altas corrientes justo antes de salir de la fÃ¡brica no solo es 30 veces mÃ¡s rÃ¡pido, sino tambiÃ©n prolonga su vida Ãºtil promedio en un 50%, reduciendo el tiempo de carga inicial desde 10 horas a tan solo 20 minutos. Este hallazgo fue realizado por un equipo de SLAC/Stanford, dirigido por el profesor Chueh en colaboraciÃ³n con investigadores del Instituto de InvestigaciÃ³n Toyota (TRI), el Massachusetts Institute of Technology (MIT), y la Universidad de Washington.

Aumentar la temperatura de la habitaciÃ³n a 55ºC (131 ºF) tuvo un efecto significativo: mejorÃ³ la vida Ãºtil de la baterÃa en un promedio del 57 por ciento. Sin embargo, combinar la carga rÃ¡pida con un aumento de temperatura no ofreciÃ³ mejoras adicionales en el rendimiento de la baterÃa. â€œEste estudio es muy interesante para nosotrosâ€, afirmÃ³ Torrisi a dicho medio, refiriÃ©ndose a cÃ³mo esta investigaciÃ³n podrÃa transformar los procesos fabriles actuales.

El estudio tambiÃ©n destaca el uso de aprendizaje automÃ¡tico, lo que permitiÃ³ a los investigadores identificar dos factores esenciales (la corriente y la temperatura durante la primera carga) que tienen el mayor efecto en el SEI.

Desde el punto de vista industrial, Chueh aÃ±adiÃ³: â€œEste es un excelente ejemplo de cÃ³mo SLAC estÃ¡ aplicando la ciencia de la fabricaciÃ³n para que las tecnologÃas crÃticas para la transiciÃ³n energÃ©tica sean mÃ¡s econÃ³micasâ€. La consolidaciÃ³n de una SEI robusta tambiÃ©n optimiza el rendimiento general de los dispositivos alimentados por estas baterÃas.

Los estudios indicaron que, al cargar la baterÃa rÃ¡pidamente, se logra una desactivaciÃ³n planificada de parte del litio inicial, lo cual forma una SEI mÃ¡s sÃ³lida y permite un funcionamiento eficiente del electrodo durante su ciclo de vida. Cui recurriÃ³ a una metÃ¡fora: â€œEs como hacer una pequeÃ±a inversiÃ³n que produce buenos rendimientos en el futuroâ€, destacando la importancia de este proceso inicial para la longevidad de la baterÃa.