¿Por qué las baterías de iones de litio se degradan con el tiempo? Aquí te explicamos el motivo

Características de las baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio son muy comunes en la tecnología actual y alimentan muchos dispositivos, desde teléfonos móviles, tablets y laptops hasta vehículos eléctricos. Su popularidad se debe a su alto rendimiento, gran densidad energética y capacidad de carga rápida. Sin embargo, con el uso, estas baterías tienden a perder parte de su capacidad, lo que reduce su autonomía y puede requerir un reemplazo. ¿Pero qué causa exactamente esta degradación?

Estas baterías funcionan mediante el movimiento de iones de litio entre dos electrodos, la ánodo y el cátodo, a través de un electrolito. Al cargar la batería, los iones de litio se desplazan desde el cátodo hacia el ánodo, y durante la descarga ocurre el proceso inverso. Este movimiento es el que genera el flujo eléctrico que alimenta los dispositivos.

Aunque este tipo de batería es más eficiente y económica en comparación con otras tecnologías, presenta ciertas limitaciones que provocan su desgaste con el tiempo.

Vamos a descubrir las causas de esa degradación y si es posible prevenirla.

Las baterías envejecen

Como cualquier otro objeto, las baterías de iones de litio no duran para siempre. La causa más común de su deterioro está relacionada con los ciclos de carga y descarga.

Durante estos ciclos, las baterías sufren tensiones mecánicas debido a la expansión y contracción del material activo. Esto puede generar pequeñas grietas en los electrodos, afectando su estructura y reduciendo la vida útil de la batería.

Además, en cada ciclo se desprenden pequeñas partículas de litio dentro de las celdas, lo que disminuye la cantidad de litio disponible para el movimiento iónico, afectando así su capacidad progresivamente.

También se forma una capa delgada de material sólido sobre los electrodos, conocida como la Interfase Sólida de Electrolito (SEI). Esta capa puede obstaculizar la eficiencia en el almacenamiento y liberación de iones, reduciendo el rendimiento general de la batería.

Las altas temperaturas aceleran aún más este proceso de envejecimiento, ya que aumentan la degradación química y física dentro de la batería, disminuyendo tanto su capacidad como su vida útil.

¿Qué podemos hacer para evitar esta degradación? Aunque no es posible frenar el envejecimiento natural, se recomienda cargar la batería únicamente cuando sea necesario, evitando temperaturas elevadas y ciclos de carga extremos.

Actualmente, se investiga la posibilidad de reemplazar el litio en las baterías por otros metales para mejorar su rendimiento y durabilidad.

Sustitución del litio por otros metales

Algunos estudios exploran el uso de metales como aluminio, cobre o magnesio para reemplazar el litio y así aumentar la vida útil y eficiencia de las baterías. Sin embargo, estas alternativas presentan desafíos importantes, ya que cada metal tiene propiedades químicas diferentes que requieren desarrollar nuevas estructuras de electrodos y electrolitos.

El desarrollo de estas nuevas tecnologías demanda tiempo y recursos, pero representa una vía prometedora para mejorar las baterías del futuro.

En resumen, las baterías de iones de litio siguen siendo una tecnología muy extendida y valorada por su rendimiento y densidad energética. Sin embargo, su capacidad disminuye con el uso debido a procesos químicos y físicos que ocurren durante los ciclos de carga y descarga.

Hasta que las baterías de metales alternativos estén disponibles, es fundamental usar las baterías de litio con cuidado, evitando altas temperaturas y ciclos de carga y descarga extremos, para prolongar su vida útil.