Las baterías son los elementos que sostienen nuestro uso de dispositivos como smartphones y computadoras. En ese sentido, durante los últimos años se ha trabajado en tareas como aumentar su capacidad, tiempo de vida y velocidad de carga. De esta manera, tenemos a la carga rápida como una gran característica aunque puede generar problemas en el equipo. En ese sentido, un estudio ha dado con una de las razones que hace que las baterías de ion litio se degraden con la carga rápida.

Se trata de un efecto que ha sido llamado “Plating” que impide que las partículas de ion litio se inserten correctamente en el grafito de las baterías.

La carga rápida y la degradación de las baterías de ion litio

Ilustración del proceso de Intercalación. Fuente de la imagen: Laboratorio Nacional Argonne.

Para comprender este tema desarrollado por investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de los Estados Unidos, debemos tener claro cómo funciona la batería. En ese sentido, para hacerlo sencillo tenemos que las baterías presentan los llamados cátodos y ánodos, el primero cargado positivamente y el segundo con cargas negativas. Estos elementos se encuentran separados por un material hecho de grafito y llamado electrolito que se encarga de mover las partículas de ion litio entre el cátodo y el ánodo.

Este material de grafito está creado de pequeñas particulas y es dentro de ellas en donde se insertan las particulas de ion litio para producir los procesos de carga y descarga. Esto último es llamado “Intercalación” y es el secreto detrás de la carga de cualquier batería.

El problema se encuentra en el hecho de que la carga rápida en baterías de ion litio complica el proceso de intercalación. De esta manera, en lugar de que el ion litio se inserte en las partículas de grafito, acaba acumulándose en el ánodo y formando una capa. Básicamente, lo que ocurre es una deformación del entramado de partículas de grafito que impide que el ion litio llegue con éxito. Por ende, esto genera un daño de inmediato en la batería.

Daniel Abraham, director de este estudio dice que la solución se encuentra en buscar maneras más eficientes de que el ion litio llegue al grafito. Otra alternativa es hacer más fuertes los entramados de grafito con el propósito de que la carga rápida no los desordene fácilmente. De esta manera, queda mucho más claro por qué la carga rápida en baterías de ion litio suele degradarlas.

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