I + D + i

Conocer, mediante técnicas no destructivas, la degradación que sufren las baterías de ion-litio en distintas condiciones de uso y almacenamiento.

Diseño de un circuito equivalente, creando un modelo que refleje el deterioro de la batería a lo largo de su vida útil y la influencia del proceso de envejecimiento.

Desarrollo de un modelo térmico de módulo de batería de ion-litio, simulando de forma detallada el entorno de ensayo real e incorporando físicas para modelizar el comportamiento térmico de cada una de las celdas, así como el comportamiento del flujo de fluido.

Identificación de los parámetros de diseño y calidad relevantes en el ensamblado de módulos para el buen funcionamiento de la batería durante su vida útil.

Conocer las características finales  e influencia sobre el producto final, así como las relaciones causa-efecto en el proceso de producción de baterías.

Creación de un modelo productivo digital de baterías que permitirá establecer una metodología para su aplicación en procesos de fabricación de baterías.

Resultados 2021

Análisis de la degradación de baterías obtenido de la ejecución del plan de ensayos incluyendo almacenamiento y uso. Comparativas de la degradación sufrida en distintas condiciones.

Modelo parametrizado de pérdida de capacidad en función de los resultados experimentales obtenidos de los ensayos de degradación de las baterías de ion litio. Circuito equivalente capaz de modelizar el comportamiento dinámico de la batería y su evolución. Modelo térmico de módulo de baterías cilíndricas de ion litio parametrizado y validado su el comportamiento eléctrico mediante tests.

Descripción detallada del proceso de fabricación de módulos de baterías de ion litio a partir de celdas. Listado de los modos de fallo y pérdidas de calidad de las baterías. Modelo de proceso, con agentes y las variables en entorno digital, así como diseños propios de elementos del proceso, como parte de la herramienta de simulación del proceso.

Resultados 2022

Validación de la reproducibilidad del plan de ensayos de degradación. Análisis de degradación de baterías por condiciones de abuso: ensayos de sobrecarga y descarga forzada.

Modelo de circuito equivalente con degradación integrada. Simulación de comportamiento dinámico de la batería y evolución de la pérdida de capacidad e incremento de la impedancia interna por almacenamiento y uso. Validación de simulaciones frente a datos experimentales.

Modelo de cámara climática con sistema de refrigeración. Modelo térmico completo de módulo en cámara climática parametrizado y validado experimentalmente.

Continuación de la evaluación del efecto de diversos factores en la degradación de las celdas tanto en uso como en almacenamiento. Aplicación de ensayos de espectroscopía para la determinación de la resistencia interna de las celdas en puntos de control periódicos. Evaluación de la viabilidad de dicha técnica en comparación con otros ensayos realizados.

Elaboración de procedimientos de ensayo de celdas de ion litio y ejecución de ensayos para la validación de relaciones planteadas entre parámetros característicos de las celdas de ion litio.

Obtención de ecuaciones causa-efecto a partir del listado de modos de fallo y pérdidas de calidad de la anualidad anterior. Integración de las ecuaciones en la simulación del proceso productivo. Ejecución completa de la simulación del proceso: integración de datos de entrada, exportación e importación de información relevante a bases de datos, interacción de todas las etapas del proceso entre sí y con el producto