Las baterías de iones de litio son ampliamente utilizadas en dispositivos electrónicos portátiles, vehículos eléctricos y almacenamiento de energía. Sin embargo, su vida útil se ve afectada por la forma en que se recargan. El nuevo algoritmo propuesto por los investigadores optimiza el proceso de carga para minimizar el desgaste de la batería, lo que podría tener un impacto significativo en la durabilidad y eficiencia de estos dispositivos.
Un equipo de investigadores del Helmholtz-Zentrum Berlin y la Universidad Humboldt de Berlín ha desarrollado una solución alternativa de carga que mejora significativamente la durabilidad y la capacidad de las baterías de ion de litio, potencialmente doblando su vida útil operativa.
Las baterías de ion de litio son una solución energética compacta y robusta esencial para dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos. A pesar de su prevalencia y utilidad, la degradación natural de sus componentes limita su vida útil. En un esfuerzo por superar estas limitaciones, investigadores en Berlín han innovado en los métodos de carga para extender significativamente la eficiencia y duración de estas baterías.
La investigación se centró en la forma en que la corriente se entrega a los materiales del electrolito durante la carga. Tradicionalmente, se utiliza una corriente constante (CC), pero el estudio ha revelado que esta técnica provoca un engrosamiento significativo de la interfaz del electrolito sólido (SEI) y la formación de más grietas en los electrodos de NMC532 y grafito. Estos factores contribuyen a una pérdida considerable de la capacidad de la batería.
En respuesta, los científicos desarrollaron un protocolo de carga basado en corriente pulsada (PC). Los resultados demostraron que la interfaz SEI bajo el nuevo protocolo era mucho más delgada y los materiales del electrodo experimentaban menos cambios estructurales.
Utilizando instalaciones avanzadas de sincrotrón en Europa, BESSY II y PETRA III, los investigadores pudieron observar la distribución homogénea de iones de litio en el grafito, lo que reduce el estrés mecánico y las grietas en las partículas de grafito. Este método también mostró una inhibición de la degradación estructural en el cátodo de NMC532.
El estudio concluye que la carga pulsada, especialmente con corrientes cuadradas de alta frecuencia, podría duplicar la vida útil de las baterías de ion de litio comerciales, manteniendo un 80% de su capacidad original.
