Hasta ahora se ha dado por hecho que las baterías de litio tienen un tiempo de vida limitado, debido a que los componentes de las células se van degradando con cada ciclo de carga y descarga. Este proceso no es uniforme, hay etapas en la vida de las baterías en que la degradación va más rápido, y otros momentos en que la velocidad disminuye. En todo caso, lo cierto es que al final las baterías de litio dejan de funcionar.
Sin embargo, recientes investigaciones llevadas adelante por el Instituto Precourt para la Energía de Stanford, han descubierto que es posible revertir este proceso de degradación y lograr que una batería vieja de litio vuelva a funcionar. Incluso que lo haga mejor que una batería en buen estado.
La vida secreta de las baterías de litio
Lo primero que hay que aclarar es que existen dos tipos de baterías de litio: las de iones de litio, que son las más usadas actualmente en la industria automotriz, y las de metal de litio, o litio metálico. En las primeras, el ánodo es de grafito, y en las segundas es de litio galvanizado. Las segundas tienen el potencial de duplicar el potencial de carga de las primeras, pero todavía no son muy utilizadas.
Ambas baterías sufren procesos de degradación que hasta hace poco se consideraban irreversibles. En el caso de las baterías de litio metálico, los ciclos de carga hacen que el material de litio se vaya desprendiendo, y que se forme una matriz de interfaz de electrolito sólido (SEI) durante las descargas de la batería. Esta matriz captura el material de litio desprendido, formando dendritas que disminuyen la capacidad de carga de batería, hasta que deja de funcionar.
Cómo “revivir” una batería de litio degradada
De acuerdo con el Dr. Yi Cui, director del Instituto Precourt para la Energía de la universidad de Stanford, la idea se le ocurrió a un estudiante, y en principio parece muy sencilla. Si la batería de litio metálico sufre procesos de degradación cuando está completamente cargada por períodos prolongados, tal vez mantenerla completamente descargada por un período largo podría ayudar a revertir el proceso de deterioro.
El equipo del instituto decidió someter a prueba esta hipótesis y el resultado no pudo ser más sorprendente: no solo se revirtió el proceso de degradación, sino que las baterías recuperaron su capacidad de almacenamiento en un 98,2%. Un resultado por encima incluso del 96% de las baterías de litio en buen estado que se utilizaron como control.
Al descargarse y quedar en reposo, la matriz SEI se disuelve en el electrolito, las dendritas se deshacen y se libera el litio. Al empezar a recibir carga de nuevo el litio vuelve a unirse y a contribuir con la capacidad de carga de la batería.
Cómo aplicar este descubrimiento a la vida práctica
Las baterías de metal de litio son menos comunes que las baterías de iones de litio, pero con esta ventaja adicional, la de revertir la degradación, es posible que se hagan más populares. Los poseedores de esta clase de baterías en sus coches tendrían que vaciar sus baterías por completo cada cierto tiempo, quizás una vez por semana, para prolongar así la vida útil de esta pieza fundamental en los coches eléctricos.
