Un nuevo avance podría cambiar la seguridad energética. Investigadores chinos desarrollaron una tecnología capaz de predecir fallas críticas en baterías de litio metálico antes de que la batería se active por completo. Según Energy Reportes, este nuevo modelo identifica fallos segundos antes de la activación, un paso clave hacia baterías más seguras, eficientes y confiables.
La innovación, desarrollada por equipos de la Escuela Internacional de Posgrado Tsinghua Shenzhen y del Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen, utiliza datos de los dos primeros ciclos de carga de la batería para detectar señales tempranas de fallo. Este enfoque permite intervenir antes de que ocurran incidentes peligrosos como explosiones o incendios.
La clave está en las “huellas electroquímicas” de los primeros ciclos
El secreto de esta tecnología radica en lo que los científicos llaman huellas electroquímicas, patrones específicos que se forman durante las primeras etapas de funcionamiento de una batería de litio metálico (LMB, por sus siglas en inglés). Estas huellas son indicativas de cómo evolucionará el ánodo con el tiempo.
De acuerdo con Interesting Engineering, los investigadores descubrieron que el comportamiento del recubrimiento y decapado de litio en las primeras dos cargas es altamente predictivo del tipo de fallo final que sufrirá la batería. Esto permite diagnosticar problemas sin necesidad de esperar semanas o incluso meses a que se manifiesten las fallas.
Zhihong Piao, uno de los autores principales del estudio, explicó que el modelo reduce el tiempo y los recursos necesarios para las pruebas, lo que lo convierte en una herramienta poderosa para acelerar el desarrollo de baterías de nueva generación.
Una clasificación precisa de fallas en tiempo récord
El equipo chino utilizó algoritmos de aprendizaje automático y extensos conjuntos de datos para construir un modelo de clasificación de alta precisión. Este modelo identifica tres tipos de fallas: degradación cinética, degradación por reversibilidad y codegradación.
Según Interesting Engineering, lo más sorprendente es que el modelo puede generalizarse a diferentes formulaciones de electrolitos, incluidos sistemas de alta y baja concentración. Eso lo hace ideal tanto para laboratorios académicos como para líneas de producción comerciales.
Y lo mejor es que funciona únicamente con los datos de ciclo que la batería ya genera de forma natural. No se necesita desmontar la celda ni usar instrumentos sofisticados. Esto reduce costos, acorta tiempos y facilita su adopción a gran escala.
Aplicaciones industriales y adopción rápida: de la simulación al taller
Los investigadores validaron su modelo mediante simulaciones y pruebas reales y vincularon las huellas electroquímicas con propiedades clave como la estructura de la interfase electrolítica sólida (SEI) y la morfología del litio.
Estas características son determinantes, ya que interfases ineficientes o depósitos de litio inactivos pueden aumentar la resistencia interna de la batería y acortar su vida útil. Según Energy Reportes, al atacar estos problemas desde el inicio, se pueden diseñar baterías más duraderas, reversibles y con mejor rendimiento cinético.
Esto no solo agiliza el desarrollo de nuevas formulaciones, también abre la puerta a soluciones de almacenamiento más seguras en sectores como los vehículos eléctricos, la electrónica de consumo o las redes inteligentes.
Una carrera energética en la que China lleva la delantera
China no solo lidera en baterías de litio convencionales, también está a la cabeza en la transición hacia tecnologías aún más avanzadas. Según China Daily, investigadores del país identificaron recientemente un mecanismo detrás de las fallas en las baterías de estado sólido, otro campo clave del almacenamiento energético.
A diferencia de los electrolitos líquidos, los sólidos presentan desafíos como la formación de dendritas, que pueden causar cortocircuitos. Sin embargo, científicos de la Universidad de Tongji y de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong descubrieron que estas fallas se deben en parte a la “fatiga de ciclo” del ánodo de litio, un fenómeno comparable a doblar un clip de papel hasta que se rompe.
Este hallazgo proporciona una base científica para predecir la vida útil de las baterías de estado sólido y sugiere que, con la estrategia adecuada, podrían alcanzar una densidad energética de hasta 500 Wh/kg. China Daily cita a expertos que apuntan a 2027 como un año clave para su producción a pequeña escala y a 2030 como el punto de adopción masiva.
Cortesía de Xataka
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