¿Por qué CSI (Crime Science Investigation)?
Porque nos encargamos de encontrar los mecanismos de fallo y elucidar cuáles han sido las causas que han provocado el malfuncionamiento y/o la muerte prematura de la batería.
En algunas ocasiones, estos fallos vienen acompañados de efectos secundarios indeseados que comprometen la seguridad del usuario y su entorno, como escapes de gases nocivos o igniciones espontáneas. Por eso es tan importante relacionar los procesos de degradación con el estado de salud actual de las baterías, con el fin de efectuar un mantenimiento preventivo que nos alerte con antelación de los posibles fallos y sus consecuencias.
El estado de salud de una batería (SoH)
El estado de salud de una batería (SoH) en un momento determinado se mide como la capacidad de descarga (Ah) en ese momento con respecto a la capacidad de descarga inicial; y se indica mediante el porcentaje correspondiente.
En este sentido, el SoH depende en gran medida de las condiciones de utilización de la batería durante su vida útil, principalmente temperatura, profundidad de descarga y corriente de descarga.
Las variaciones en estos tres parámetros provocan reacciones químicas y/o procesos mecánicos de degradación a nivel de celda en materiales y electrodos, que se manifiestan como una reducción en la capacidad de descarga y un aumento en la resistencia eléctrica. Estos mecanismos de degradación llevan al fallo de la batería que se puede originar tras procesos de evolución graduales y relativamente largos, eventos catastróficos instantáneos, o una combinación de ambos.
El conocimiento al detalle de los posibles modos de fallo permite diseñar con antelación la estrategia de gestión de la batería para alargar su vida y optimizar su funcionamiento. En el CIC energiGUNE conseguimos este importante hito relacionando las condiciones de ciclado (utilización) de la batería con los análisis post-mortem.
Para ello, se realizan ensayos y caracterizaciones electroquímicas cuyos resultados se integran en modelos avanzados multimodales basados en la electroquímica física del sistema. Así, es posible por ejemplo estimar el SoH de las baterías a partir de los datos in-operando de la medida de la impedancia de la batería.