Alargar la vida útil de las baterías de litio es un reto al que se enfrenta la industria fabricante de estos dispositivos ya que las baterías actuales sufren degradación con el uso y el paso del tiempo por la propia naturaleza de su tecnología, lo que supone que a medida que se cargan y descargan, pierden prestaciones y capacidad máxima de carga.

Desde las perspectivas de eficiencia económica, seguridad y sostenibilidad, es necesario encontrar materiales y procesos que permitan aumentar la capacidad, seguridad y vida útil de las celdas de Litio ion, ya que es necesario combinar los avances en su reciclado con estas cuestiones, un aspecto especialmente interesante para la industria del automóvil.

El equipo de expertos en todo el ciclo de vida de las baterías del que dispone el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) está trabajando en el proyecto BATSENS, una vez detectado que la vida útil de una batería es afectada por factores externos como temperaturas extremas, tensión mecánica, exceso de energía durante el funcionamiento, envejecimiento y procesos degradativos internos. Estos procesos degradativos, se asocian en gran medida a diferentes fenómenos indeseados que tienen lugar en los materiales que componen la celda electroquímica.

En el proyecto BATSENS, para el cual el ITE ha solicitado financiación al Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (Ivace), se van a poner en marcha nuevas estrategias con el objetivo de alargar la vida útil de baterías de Litio ion, mediante el desarrollo de nuevos materiales más estables, la sensorización de los componentes en celda y el análisis Post-Mortem de las celdas (partes que conforman una batería).

Sebastián Llopis, coordinador del proyecto, explica que lo que marca la diferencia de BATSENS es que se incorporarán “sensores intracelda que permitirán la monitorización de la celda electroquímica alineándose de esta forma en una de las premisas del RoadMap batteries 2030+, la estrategia marcada por la Unión Europea- que son las Smart-functionalities. La monitorización de la celda permitirá identificar posibles mecanismos de degradación de los componentes, que posteriormente serán chequeados por un análisis Post-Mortem para determinar qué procesos degradativos pueden ser los causantes de la disminución del tiempo de vida útil de las baterías”.

Para el desarrollo de nuevos materiales, el personal investigador de ITE está desarrollando nuevas técnicas de síntesis de cátodos de nueva generación de tipo NMC ricos en níquel, así como nuevas membranas poliméricas con mayor estabilidad mecánica y térmica mediante la adición de aditivos.

Como hemos señalado, la aplicación de la tecnología de sensores para la monitorización de la celda es también uno de los aspectos clave, para ello se va a analizar y seleccionar los parámetros clave a monitorizar en celdas para el posterior desarrollo y testeo de sensores para monitorizar parámetros de la celda y su integración del sensor en celdas pouch monocapa.

Por último, con la finalidad de cerrar todo el ciclo, el análisis Post-Mortem se centrará en el diseño de una metodología Post-Mortem y su aplicación para el análisis y verificación de procesos de degradación en las celdas.

“Con todo ello -explica el responsable del proyecto- evaluaremos la seguridad, capacidad y extensión de la vida útil de las actuales celdas comerciales frente a las diseñadas con nuestros nuevos materiales”. “Además -añaden- la integración y uso de sensores nos permitirá la monitorización de los parámetros internos de la celda y la tecnología Post-Mortem posibilitará la determinación de los procesos de degradación de la celda”.

El proyecto BATSENS, con expediente IMDEEA/2023/31, con solicitud de cofinanciación por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) y por la Unión Europea a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).