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Reducir las limitaciones actuales de las baterías de iones de litio (LIB), estableciendo una estrategia para aumentar un 20% la velocidad de carga, sin impacto negativo en la vida útil o la seguridad de las baterías es el objetivo del proyecto Spartacus, en el que participa Cidetec Energy Storage. Gracias al conocimiento generado en el proyecto, coordinado por el centro tecnológico alemán Fraunhofer y cuyo presupuesto asciende a cuatro millones de euros, se establecerán las vías para poner en el mercado baterías LIB con una velocidad de carga superior, reduciendo al máximo su peligrosidad, y que serán más sostenibles gracias a una vida más larga y mayor reciclabilidad.
Hoy en día los teléfonos móviles tienen una vida útil aproximada de dos años, delimitada principalmente por la batería. Su autonomía es cada vez menor, hasta que el usuario la considera suficientemente corta como para reemplazarlo. En este sentido, el principal reto del proyecto consiste en “reducir los tiempos de carga y aumentar la vida útil de la batería, extendiendo de esta forma el ciclo de vida de estos dispositivos electrónicos”, asegura Mikel Oyarbide, investigador de Cidetec Energy Storage.
Se espera conseguir este objetivo “mediante la monitorización de variables que no se supervisan con los Battery Management Systems (BMS) convencionales, realizando su seguimiento y condicionando el proceso de carga con el objetivo de minimizar la degradación que podría causar”, asegura Mikel Oyarbide. Ahora mismo, las LIB emplean sistemas de gestión de batería centralizadas (BMS) que, aunque están diseñadas para garantizar un funcionamiento seguro y económico, no permiten la ejecución de modelos de envejecimiento fisicoquímico, necesarios para la optimización del uso de estas baterías.
La investigación ayudará a comprender los motivos de degradación en las baterías mediante los sensores inteligentes integrados en la celda, que son el conjunto de distintos elementos que componen cada batería y que, dependiendo de los materiales de su interior, hacen que las baterías sean de uno u otro tipo. Esta información se empleará para construir modelos que permitirán conocer en detalle los problemas que se están dado dentro de la batería, para solventarlos, pero maximizando siempre la vida útil de las baterías. Mediante el uso de los datos obtenidos, también se mejorará el monitoreo de las celdas para aumentar la seguridad de las baterías, evitando el sobrecalentamiento y la posibilidad de que las baterías prendan.
Mikel Oyarbide indica que el proyecto “se encuentra en fase de desarrollo de sensores e integración de estos dispositivos dentro de la celda”. Y avanza que “se está desarrollando electrónica para medir la información proporcionada por los sensores, algoritmos de monitorización avanzados para procesar la información de los sensores y obtener una visión real del estado de la celda”. También se está diseñando “un banco de ensayos flexible que permita evaluar los resultados obtenidos de forma sencilla, rápida y segura”.
Testeo de baterías
La función principal de Cidetec Energy Storage será la validación en sus instalaciones del polo de Electromovilidad Mubil, uno de los más completos de Europa en testeo de baterías, de los desarrollos obtenidos durante el estudio previo. Tras definir el sensor y la funcionalidad del modelo, se analizará el resultado que se espera de ellos y, con esta información, se diseñarán las pruebas para evaluar los resultados de este proyecto y validar los modelos junto al resto de socios.
El centro guipuzcoano de investigación aplicada está alineado con el objetivo de alcanzar una Europa climáticamente neutra para 2050. En ese intenso camino, las baterías de iones de litio (LIB) desempeñarán un papel crucial para un suministro y almacenamiento de energía descentralizados, así como para la movilidad eléctrica en el nuevo escenario socioeconómico que asoma en el horizonte.
El Grupo SPRI impulsa la I+D de las empresas vascas con herramientas, activos, ayudas, grupos de trabajo y alianzas con el fin de potenciar la investigación y generar nuevas tecnologías, con programas como Elkartek, Emaitek o Hazitek, cuya información puedes obtener aquí.
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