Científicos encuentran una forma de "resucitar" las baterías de los coches eléctricos sin destruirlas
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Científicos de Cornell desarrollan DEER, un método que puede recuperar hasta el 95% de la capacidad de baterías de coches eléctricos sin destruir sus electrodos.
Las baterías de los coches eléctricos no tienen por qué acabar siempre trituradas cuando empiezan a perder capacidad. Investigadores de la Universidad de Cornell han desarrollado un método que permite recuperar parte de su rendimiento sin tener que destruir primero sus componentes para extraer los materiales que contienen. La técnica podría abrir una nueva vía para alargar la vida útil de las baterías que todavía conservan buena parte de su estructura.
El procedimiento recibe el nombre de Direct Electrode-to-Electrode Regeneration (DEER), y se centra en uno de los problemas habituales de las baterías de iones de litio. Con los ciclos de carga y descarga, los electrodos acumulan una capa denominada interfaz de electrolito sólido o SEI. Aunque una pequeña cantidad resulta necesaria para el funcionamiento de la batería, su crecimiento excesivo dificulta el movimiento de los electrones y termina reduciendo la capacidad disponible.
Para aplicar DEER, los investigadores desmontan las celdas usadas y someten sus electrodos a un baño electroquímico que contiene 1,3-dimetil-2-imidazolidinona, conocida como DMI. Este tratamiento elimina parte de la acumulación de SEI sin destruir el electrodo, que posteriormente puede utilizarse de nuevo para fabricar una celda.
Los resultados obtenidos en las pruebas son llamativos. Las baterías regeneradas recuperaron hasta el 95% de su capacidad original. Además, las celdas tratadas perdieron capacidad más lentamente durante su funcionamiento posterior. La degradación pasó del 0,072% por ciclo en las baterías deterioradas al 0,042% en las que habían sido sometidas al proceso DEER, una diferencia que se mantuvo durante unos 800 ciclos.
El tratamiento incluso podría repetirse. En otro experimento, una batería que ya había sido regenerada recuperó hasta el 90% de su capacidad original después de una segunda aplicación del proceso.
La propuesta cambia por completo el enfoque habitual del reciclaje. Actualmente, muchas instalaciones trituran las baterías para obtener una mezcla conocida como "masa negra", de la que después se recuperan materiales como litio, níquel, cobalto, manganeso, cobre o aluminio mediante procesos químicos o utilizando altas temperaturas. DEER intenta conservar antes los propios electrodos para aprovecharlos de nuevo.
Esto podría resultar interesante para los coches eléctricos. Cuando una batería cae aproximadamente al 70-80% de su capacidad inicial, puede dejar de cumplir las exigencias de autonomía de un vehículo, aunque sus componentes todavía tengan margen para seguir funcionando.
Eso sí, la técnica no sirve para todas las baterías degradadas. Si el deterioro procede de partículas agrietadas, pérdida de litio, daños estructurales o problemas mecánicos, este procedimiento no solucionaría el problema. Además, es necesario desmontar las celdas para extraer los electrodos, ya que los investigadores comprobaron que introducir directamente la solución de DMI en una batería intacta no ofrecía buenos resultados.
Cornell calcula que el reciclaje mediante DEER podría tener un coste de unos 15,25 dólares por kilogramo, frente a los 26,31 dólares de otros métodos convencionales.