Investigadores chinos desarrollan innovador método de regeneración de baterías de litio usando sales fundidas reteniendo el 81% de energía

• Aumento de baterías de iones de litio: Clave en energías renovables.
• Problema del reciclaje: Vida útil limitada, procesos tradicionales ineficientes.
• Sales fundidas de baja temperatura: Ecológicas, pero insuficientes para restaurar baterías muy degradadas.
• Nueva estrategia con sales fundidas a alta temperatura: Mejora la reparación de defectos estructurales.
• Resultados: Restauración completa del cátodo, mayor durabilidad, retención de capacidad del 81,2% tras 200 ciclos.

La importancia de la regeneración de baterías de iones de litio

Dentro del marco de la neutralidad de carbono, las baterías de iones de litio se han convertido en un pilar de la transición hacia energías renovables. Sin embargo, su vida útil limitada plantea un gran desafío ambiental y económico. Los métodos de reciclaje tradicionales, como los procesos hidrometalúrgicos y pirometalúrgicos, no logran recuperar completamente el valor de los materiales, generando residuos tóxicos y pérdidas económicas.

Para abordar esta problemática, los enfoques de regeneración directa han despertado un gran interés. Estos permiten restaurar la estructura del cátodo sin necesidad de descomponer completamente sus componentes, lo que mejora la eficiencia del reciclaje y reduce el impacto ambiental.

Limitaciones de las sales fundidas de baja temperatura

El uso de sales fundidas de bajo punto eutéctico para reponer el litio en los cátodos ha mostrado ventajas energéticas y ecológicas. No obstante, este método presenta dificultades para restaurar baterías severamente degradadas, ya que:

• No repara completamente las grietas en los granos cristalinos.
• No elimina las fases impuras y defectos estructurales.
• Provoca una pérdida sustancial de litio activo, afectando el rendimiento final.
• Estos problemas limitan su aplicabilidad y hacen necesaria una optimización del sistema de sales fundidas para lograr una recuperación efectiva de los materiales del cátodo.

Regeneración de cátodos con sales fundidas a alta temperatura

En un reciente estudio, los investigadores han desarrollado una estrategia innovadora basada en sales fundidas a alta temperatura para regenerar cátodos de baterías de iones de litio. A diferencia de los métodos convencionales, este enfoque utiliza un medio de alta energía que permite una reacción de regeneración más completa.

Principales mejoras del nuevo método:

• Incorporación de sales con alto punto de fusión (como KCl): Permite formar un fluido homogéneo, facilitando el intercambio iónico y el transporte de masa.
• Reparación completa de la estructura cristalina: Se eliminan defectos graves y se restablece la organización en capas.
• Reducción significativa de las vacantes de oxígeno y las impurezas: Mejora la estabilidad del cátodo regenerado.

Resultados y rendimiento del cátodo regenerado

El cátodo regenerado, denominado R-NCM, presentó una estructura monocristalina estable con una notable eliminación de defectos. Esto se tradujo en una retención de capacidad del 81,2% tras 200 ciclos a 1 C, superando incluso el rendimiento de los cátodos comerciales estándar (C-NCM).

Alta compatibilidad y aplicabilidad

Este método también ha demostrado ser altamente adaptable a distintos tipos de cátodos ternarios con diferentes proporciones de metales de transición. Esto lo convierte en una solución flexible para el reciclaje y la regeneración de baterías con una gran variedad de composiciones químicas.

Potencial para un mundo más sostenible

El desarrollo de esta tecnología de regeneración profunda de cátodos con sales fundidas a alta temperatura ofrece un enfoque revolucionario para el reciclaje de baterías de iones de litio. Sus beneficios incluyen:

• Reducción drástica de residuos electrónicos, minimizando el impacto ambiental.
• Ahorro de materiales críticos como el litio, el níquel y el cobalto, disminuyendo la dependencia de la minería extractiva.
• Mayor eficiencia energética en el reciclaje, reduciendo la huella de carbono.
• Extensión de la vida útil de las baterías, favoreciendo un modelo de economía circular en el sector de energías renovables.

Gracias a estos avances, la regeneración de baterías podría desempeñar un papel clave en la transición hacia un sistema energético más sostenible y responsable con el medio ambiente.

0

0