China descubre cómo devolver la vida a las baterías de coches eléctricos de modo sostenible: usando sal derretida
Los investigadores de la Universidad de Huazhong afirman que es posible restaurar gran parte de los cátodos de ion-litio comunes en baterías de coches eléctricos después de que hayan sufrido desgaste tras muchos ciclos.
Una de las grandes preocupaciones existentes en la sociedad es la degradación de las baterías de los coches eléctricos (y el coste de reemplazarlas), igual que las baterías de los móviles y otros dispositivos electrónicos van perdiendo eficacia con el paso del tiempo. En China parecen tener una respuesta con la que recuperar vida útil.
Recientemente se ha observado que algunas baterías modernas tienden a envejecer peor que las estimaciones iniciales de sus respectivos fabricantes. Esto ha llevado a una investigación conjunta entre Estados Unidos (a través de la Universidad de Chicago y el Laboratorio Nacional Argonne e investigadores de la Universidad de Ciencias y Tecnología de Huazhong, en China.
Cómo restaurar baterías de coches eléctricos
Por parte de Estados Unidos, la explicación es sencilla: un error. Y es que las conclusiones válidas para cátodos policristalinos no son las mismas que se aplicarían a cátodos monocristalinos que encontramos en muchas baterías de coches eléctricos. El estudio revela que en los ciclos de carga y descarga sufren reacciones no homogéneas que llevan a estrés y potencialmente a fallos estructurales.
Los métodos hasta ahora utilizados en el reciclaje de las baterías son a menudo más agresivos y tienden a dañar la estructura original. La clave se encuentra en el cátodo NCM811, que con el repetido uso en ciclos de carga y descarga tiende a perder litio y sufrir daños que afectan tanto a su estabilidad como a su capacidad.
Un baño de sal derretida, con sabor a litio
En China, por la enorme cantidad de coches eléctricos e híbridos enchufables en el mercado desde hace años, la cantidad de baterías envejecidas tenderá a aumentar en cantidades industriales dentro de no mucho. Esto crea una necesidad imperiosa de que se desarrollen tecnologías para regenerar y reciclar baterías, pues de otro modo necesitarían consumir muchos más recursos de minería para extraer cobalto o níquel para la diferente composición de las baterías.
Lo que han hecho en China es someter a las baterías a un baño de una mezcla líquida de hidróxido de litio, nitrato de litio y salicilato de litio (sal neuroactiva de litio). Calentándose hasta pasar a estado líquido, los iones de litio fluyen libremente, permeando en los lugares donde hay daños estructurales, rellenando los huecos y restaurando la estructura del cátodo monocristalino.
Recuperación del 76% de la capacidad tras 200 ciclos
Los resultados apuntan a una recuperación del 76% de la capacidad de la batería después de 200 ciclos de carga y descarga. además de conseguir una superficie más uniforme en la composición. Hasta ahora, los métodos de reciclaje utilizados tenían como principal ventaja poder recuperar metales, pero sin poder restaurar la funcionalidad.
De esta manera, se consigue reducir la cantidad de deshechos peligrosos para el medio ambiente, se alivia la presión en la minería de cobalto y níquel y se ataca a un gran punto débil de la producción de baterías: cierra un circuito de economía circular dado que se saca más partido a materiales ya refinados, que ya se encuentran dentro del sistema.
Economía circular e industria de reciclaje de baterías
Incluso una batería ya desgastada, sea de NMC o de LFP, retiene la integridad estructural necesaria como para ser restaurada bajo las condiciones controladas. Un reciclaje de baterías que interesa tanto a líderes mundiales como CATL y BYD como a otras compañias como a Shanxi Coking o Yunnan Tin - así como otras centradas en procesos químicos y/o de refinamiento como Huayou Cobalt, New Energy Zhongneng, Ganfeng Lithium o Haopeng Technology.
Ahora bien, hasta ahora se han obtenido resultados en laboratorio, un proceso en fase experimental. Después habrá que optimizarlo para que se pueda aplicar a escala industrial de manera que tenga un efecto real en la industria, una industria propiamente dicha de reciclaje de baterías. Uno de los aspectos que se vuelven necesarios también en Europa, si quiere contar con una cadena de suministro de baterías que no dependa de China tanto como hasta ahora.