El reacondicionamiento de baterías de movilidad eléctrica, una realidad para alargar su vida útil

Las baterías de litio son el presente y el futuro del almacenamiento energético, ya que su alta densidad energética, potencia y durabilidad, supone la mejor opción para la electrificación de sectores como el de la automoción o el industrial.

El impulso del sector de las baterías trae consigo un incremento de baterías retiradas del uso, bien por fin de vida útil o bien por fallo. En este sentido, el Instituto Tecnológico de la Energía, a través del proyecto Eón, aporta soluciones tecnológicas al reto detectado en la industria del incremento de baterías tratadas como residuos cuando aún ofrecen capacidades para su uso y la necesidad de especialización de la industria en este campo. 

Actualmente, la durabilidad de las baterías es difícil de predecir, ya que su degradación no es un proceso lineal, sino que intervienen numerosas variables. Juan Gilabert, responsable del proyecto, explica que la determinación de su vida útil “depende de conocimientos sobre los mecanismos internos de envejecimiento, que no son medibles en una batería en uso”. “Es por ello por lo que estos conocimientos se han de traducir a variables externas, medibles y controlables por el sistema de gestión de las baterías”, matiza.

Asimismo, el proyecto pone el foco en la rentabilidad “el sector de las baterías está viéndose impulsado por la electrificación de la movilidad y el almacenamiento energético en general, lo que trae consigo un incremento del número de baterías retiradas del uso, cuyo reciclaje aún es complejo y requiere de investigación”.

Vida útil de las baterías

En el caso de las aplicaciones de movilidad eléctrica, la vida útil de las baterías se limita a una pérdida del 20% de la capacidad inicial. 

El reacondicionamiento de las baterías en el ITE se plantea como opción para alargar la vida útil para la que fue diseñada inicialmente. Para ello, una de las etapas necesarias para el reacondicionamiento es el diagnóstico de la batería. “Es decir, conocer su estado permite establecer la estrategia de reparación o reemplazo de sus componentes”, añade el investigador del proyecto.

De este modo, la propuesta de valor se presenta en forma de una solución tecnológica que permite acelerar en tiempo y reducir en costes este proceso de diagnóstico y de reacondicionamiento, mediante la combinación de la investigación industrial y el desarrollo experimental para la validación de las soluciones.

Actuar frente a la degradación de las baterías

“Su aspecto más destacado -es un banco de ensayos que permita integrar tanto el diagnóstico como el replica Gilabert- es la configuración de acondicionamiento eléctrico de módulos de movilidad, obteniendo así la herramienta necesaria para definir y ejecutar el reacondicionamiento. Además -añade- en favor de la circularidad de las baterías, se estudian las condiciones para el diagnóstico y reacondicionamiento y se trasladarán a los criterios de diseño”.

Llevar a cabo este proyecto ha sido posible gracias a la integración multidisciplinar del ITE, que engloba el conocimiento electroquímico, modelizado de baterías, testeo en laboratorio, electrónica e ingeniería eléctrica. El Instituto está consolidado como centro tecnológico de referencia internacional y cuenta con infraestructuras tan punteras como Battery Lab, un laboratorio pionero para los proyectos de almacenamiento energético y baterías. Hay que tener en cuenta que Battery Lab es el único laboratorio de testeo de baterías de la Comunitat Valenciana y, sumado a todas las infraestructuras de ITE, permite que el centro investigador pueda abarcar todo el ciclo de vida de las baterías, desde su fabricación, pasando por el ecodiseño y llegar a su segunda vida.

Avances tecnológicos

Se han definido los criterios a considerar en la sistemática de diagnóstico: por un lado, el diagnóstico ha de realizarse en tiempos equivalentes a los de la industria de cara al incremento de volúmenes de baterías que se han de diagnosticar en un futuro; de la misma manera, el diagnóstico ha de ser robusto frente a las condiciones de entorno y cambios en los equipos de medida; y, por otro lado, el diagnóstico ha de ser implementable al pack o módulo de baterías, puesto que en muchos casos el desensamblaje a subsistemas más simples como es el nivel de celda no es posible o es ineficiente. 

“Sin duda, las empresas integradoras de baterías y que las reparan -explica Gilabert- serán unas de las grandes beneficiadas de los resultados de este proyecto, ya que les permitirá reducir tiempos y costes y ser más competitivas también hacia los usuarios de vehículos eléctricos. Además, -añade- la industria de los componentes auxiliares de las baterías podrá aprovecharse de los resultados de EÓN, pues conocerán aquellos aspectos de diseño que deben tenerse en cuenta de cara al reacondicionamiento”.