1º Cuando hablamos de degradación en baterías, ¿a qué nos referimos exactamente más allá del simple paso del tiempo?

La degradación en baterías no es un simple envejecimiento cronológico, como podría parecer. Es, en realidad, un conjunto complejo de procesos físico-químicos que se activan cada vez que una celda entra en funcionamiento. Cada ciclo de carga y descarga, cada temperatura a la que se expone, cada voltaje al que opera, va dejando una huella. Esas huellas pueden acumularse de forma progresiva y afectar a distintos componentes internos: electrodos, electrolito, separadores, interfases…

Lo que realmente buscamos al estudiar la degradación es entender cómo esas pequeñas alteraciones van modificando el rendimiento de la batería: pérdida de capacidad, aumento de resistencia interna, aparición de gases, formación de capas parasitarias… Comprender estos procesos nos permite anticipar fallos, mejorar los materiales y alargar la vida útil del sistema, algo fundamental si queremos garantizar el rendimiento, la eficiencia y la seguridad de las futuras generaciones de baterías.

2º ¿Por qué es tan importante caracterizar internamente una batería, incluso después de su vida útil?

Conocer que una batería ha perdido capacidad es útil, pero insuficiente. Lo verdaderamente valioso es entender el porqué. La caracterización interna, sobre todo al final de la vida útil de la celda, nos ofrece una visión directa de los mecanismos que han estado actuando durante todo su ciclo de vida.

En CIC energiGUNE trabajamos con técnicas de análisis post-mortem, que consisten en desmontar cuidadosamente la celda para estudiar cada uno de sus componentes. Esta especie de "autopsia electroquímica" nos permite identificar fallos estructurales, acumulación de residuos, formación de dendritas, o incluso reacciones no deseadas que han afectado al comportamiento de la celda. Y no siempre es necesario abrirla: también utilizamos métodos no destructivos, como la tomografía computarizada o el análisis térmico y acústico, que permiten observar defectos sin alterar la batería.

Toda esta información es esencial para retroalimentar el diseño de nuevas celdas y hacerlas más resistentes y seguras.

3º ¿Qué papel juega el modelado en la comprensión de los mecanismos de degradación y cómo se combina con los ensayos experimentales?

El modelado se ha convertido en una herramienta indispensable. Nos permite simular, con un alto grado de precisión, cómo se va degradando una batería en función de diferentes condiciones de uso: temperatura, corriente, voltaje, etc. Esto no solo acelera el proceso de análisis, sino que reduce la necesidad de realizar tantos ensayos físicos, que son costosos y llevan mucho tiempo.

Lo más interesante ocurre cuando combinamos estos modelos con datos reales obtenidos en laboratorio. Ahí es donde se abre la puerta a la predicción fiable: podemos extrapolar comportamientos a largo plazo, identificar patrones de degradación antes de que se manifiesten externamente, e incluso personalizar estrategias de uso para distintos perfiles de aplicación (vehículos, almacenamiento estacionario, etc.).

En definitiva, el modelado es el complemento perfecto para el laboratorio. Nos permite ver más allá del dato inmediato y diseñar tecnologías más robustas desde el inicio.

4º ¿Cómo ayudan los estudios de degradación a mejorar la seguridad de las baterías en condiciones extremas?

La seguridad es una de las grandes preocupaciones cuando hablamos de baterías, especialmente en aplicaciones como la movilidad eléctrica. Los mecanismos de degradación no solo afectan al rendimiento, también pueden incrementar el riesgo de fallos si no se gestionan adecuadamente. Por eso, además de los ensayos de envejecimiento habituales, realizamos los llamados tests de abuso: pruebas controladas en las que llevamos a la batería a situaciones límite como sobrecargas, cortocircuitos, perforaciones o temperaturas extremas.

Gracias a estos ensayos, podemos evaluar cómo responde cada tecnología y validar mejoras en materiales o diseño. Analizamos fenómenos como la fuga térmica (thermal runaway), la propagación del fallo entre celdas o la inflamabilidad de los electrolitos. Cada test nos aporta datos valiosos que se traducen en baterías más seguras, con sistemas de protección más eficaces y con mejor capacidad de respuesta ante incidentes inesperados.

5º En términos de sostenibilidad y economía circular, ¿cómo contribuye este trabajo a hacer que el ciclo de vida de las baterías sea más responsable y eficiente?

Entender cómo envejecen las baterías es también clave para darles una segunda vida o reciclarlas de forma más eficiente. Muchas veces, una batería que ya no sirve para un coche eléctrico aún tiene un nivel de rendimiento aceptable para aplicaciones estacionarias, por ejemplo. Pero para poder reutilizarla con garantías, necesitamos saber exactamente qué ha pasado en su interior y cómo ha sido su historial de uso.

Nuestros estudios de degradación y análisis post-mortem permiten establecer criterios más precisos para la clasificación, reacondicionamiento o desensamblaje de celdas. También ayudan a optimizar procesos de reciclaje, separando materiales de forma más efectiva y segura. Así, contribuimos a alargar la vida útil del material activo, reducir residuos y avanzar hacia una economía circular real en el sector energético.

6º ¿Qué tipo de ensayos y condiciones se utilizan en CIC energiGUNE para estudiar el envejecimiento de las celdas?

Estudiar la degradación requiere paciencia y precisión. En CIC energiGUNE diseñamos lo que llamamos matrices de degradación, donde se varían sistemáticamente parámetros como temperatura, corriente, ventana de voltaje, estado de carga o profundidad de descarga. Estas condiciones permiten identificar qué mecanismo predomina en cada caso, y cómo ciertas combinaciones afectan más al rendimiento.

También analizamos el calendar ageing, que estudia cómo se deteriora una celda incluso en reposo, por ejemplo, si se mantiene mucho tiempo a temperaturas elevadas o con altos niveles de carga. Aunque no se use, una batería puede degradarse solo por estar almacenada inadecuadamente.

Gracias a nuestra infraestructura experimental y capacidades de modelado, podemos reproducir escenarios reales de uso o almacenamiento, identificar riesgos, y proponer estrategias de diseño o uso más eficientes. En este sentido, colaboramos con empresas interesadas en mejorar la durabilidad de sus sistemas o diagnosticar fallos concretos, ofreciendo tanto estudios a medida como soporte en el diseño de ensayos o análisis post-mortem. Nuestra experiencia puede ser un aliado clave para quienes buscan maximizar el rendimiento y seguridad de sus productos.