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ITE consigue alargar la vida de las baterías de litio mejorando los componentes de la celda

batsens

21/06/2024

Alargar la vida útil de las baterías de litio es un reto al que se enfrenta la industria fabricante de estos dispositivos. 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, un aspecto especialmente interesante para la industria de la electromovilidad.

En este contexto, y promovido por el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) arrancó en 2023 el proyecto BATSENS que recientemente acaba de concluir con resultados muy satisfactorios para los investigadores. BATSENS nació con el objetivo principal de conseguir avances para lograr extender los ciclos de las baterías. Para ello, se han desarrollado diferentes estrategias por medio del desarrollo de nuevos materiales que aumentan el ciclo de vida de las baterías, centrándose en la mejora sostenible y económica de cátodos de tipo NMC (Níquel, Manganeso y Cobalto) ricos en Níquel de alta densidad energética.

Además, otro de los resultados obtenidos en el proyecto ha sido la mejora de las propiedades térmicas, mecánicas y conductoras del separador polimérico mediante la integración de aditivos cerámicos y plastificantes. Todo ello unido da como resultado un aumento en el número de ciclos útiles de una batería de litio para aplicaciones que demandan elevada exigencia, como la electromovilidad.

A su vez, el equipo de expertos de ITE han monitorizado parámetros intracelda mediante el desarrollo de sensores inteligentes que han sido incorporados en el interior de la celda electroquímica sin influir en la resistividad de los componentes. Esto ha servido para conocer de primera mano los posibles mecanismos de degradación de las celdas durante su operación electroquímica. Los parámetros de degradación han sido verificados mediante el diseño de un análisis Post-Mortem en el que se ha elaborado una metodología de apertura segura de las celdas junto con la separación de sus componentes y la evaluación de su degradación mediante métodos fisicoquímicos y electroquímicos.

Sebastián Llopis, coordinador del proyecto, explica que lo que marca la diferencia del proyecto BATSENS es que “se ha conseguido mejorar exponencialmente el cátodo y el separador polimérico para que la batería tenga mayor seguridad y un mejor rendimiento, traduciéndose esto en un aumento del número de ciclos de carga y descarga en una batería. Además, ha señalado que se ha establecido un sistema de apertura de los diferentes formatos de celda (prismática, cilíndrica y pouch) de forma segura mediante la elaboración de una metodología Post-Mortem que permite saber y correlacionar que procesos de degradación pueden estar causando fallos en las baterías y como se podrían solventar, lo cual puede que sea muy interesante para la empresa productora de baterías.

Los avances de este proyecto están al servicio de la industria, con el objetivo de asesorar e implementar los avances obtenidos durante el proyecto, para la obtención de baterías de Li-ion con mejores prestaciones, menor coste y mayor sostenibilidad.

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

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