Investigadores canadienses descubren la sorprendente causa que provoca la descarga de las baterías en reposo

Es común que las computadoras portátiles pierdan carga de sus baterías mientras están inactivas y sin uso. Este fenómeno, conocido como autodescarga, ha sido un problema persistente para los usuarios y la industria.

Sin embargo, un investigador de la Universidad canadiense Dalhousie ha identificado una causa sorprendente para este problema.

Según el profesor Michael Metzger, la cinta adhesiva utilizada para unir los electrodos en las celdas de las baterías comerciales sufre una descomposición química, lo que crea una molécula que conduce a la autodescarga.

Aunque este problema es simple, tiene un gran impacto en la degradación de las celdas de iones de litio. «En las celdas de las baterías comerciales hay una cinta, como la cinta adhesiva, que mantiene unidos los electrodos y hay una descomposición química de esta cinta, lo que crea una molécula que conduce a la autodescarga», explica Michael Metzger.

Estudio de los componentes inactivos

El Dr. Metzger y su equipo se pusieron manos a la obra para intentar identificar la causa de la autodescarga en las celdas de baterías de iones de litio. Durante su investigación, abrieron varias celdas y observaron con sorpresa una solución electrolítica de color rojo brillante.

Al continuar con su investigación, descubrieron que el tereftalato de polietileno (PET) presente en la cinta utilizada para unir los electrodos se descomponía. Este creaba una molécula llamada «lanzadera redox», que causaba la autodescarga.

Este descubrimiento inesperado muestra la importancia de considerar todos los componentes, incluso los inactivos como la cinta de PET, al tratar de limitar las reacciones secundarias en las celdas de baterías.

«Es algo que nunca esperábamos porque nadie mira estos componentes inactivos, estas cintas y láminas de plástico en la celda de la batería», admite Metzger.

La industria de las baterías se interesa por el hallazgo

Los investigadores liderados por el Doctor Metzger han publicado recientemente dos artículos sobre sus hallazgos en relación a la autodescarga en las celdas de baterías de iones de litio.

Esta información está generando gran interés entre los líderes de la industria, ya que buscan formas de mejorar el rendimiento de sus baterías. De hecho, Metzger ha sido contactado por una compañía de los Estados Unidos que fabrica baterías de larga duración y se discutió sobre el impacto de la cinta PET en la autodescarga.

La información proporcionada podría llevar a una solución para el problema, como el reemplazo de la cinta de PET con un material más estable. Metzger señala que este descubrimiento tiene implicaciones comerciales importantes y podría ayudar a mejorar las celdas de las baterías.

«La autodescarga es una métrica muy importante para ellos», dice el Dr. Metzger. «Uno de los ingenieros dijo: «Escuché que descubrieron que algo anda mal con la cinta PET». Entonces, le expliqué que está causando esta autodescarga y le pregunté: «¿Qué estás usando en tus células?». Él dijo, «cinta PET»».

¿Qué es la cinta PET?

La cinta PET (tereftalato de polietileno) es un tipo de adhesivo basado en un plástico termoestable utilizado en una variedad de aplicaciones. Es conocido por su alta resistencia y su bajo peso, lo que lo hace popular en una variedad de productos.

Algunas aplicaciones comunes incluyen:

• Envases y botellas para bebidas: es utilizada para fabricar botellas de refresco, agua y otros líquidos debido a su resistencia a la permeación de gases y su capacidad de mantener el contenido fresco.
• Ropa: se utiliza en la fabricación de ropa debido a su resistencia al agua, a las manchas y al calor.
• Alfombras: también está presente en la fabricación de alfombras y moquetas debido a su resistencia a la abrasión y su durabilidad.
• Cintas adhesivas: el PET se utiliza en la fabricación de cintas adhesivas debido a su resistencia a la humedad y su capacidad de mantener una adhesión fuerte.
• Productos electrónicos: resulta habitual en la fabricación de productos electrónicos, como dispositivos de pantalla táctil y baterías, debido a su resistencia a la humedad y su capacidad de mantener una adhesión fuerte.

El PET o tereftalato de polietileno se fabrica mediante un proceso conocido como polimerización. El proceso comienza con la preparación de los monómeros de tereftalato de polietileno (PET), que se mezclan con un catalizador y se calientan hasta que se convierten en una masa líquida.

La masa líquida se somete a altas presiones y temperaturas en un reactor, donde se realiza la polimerización. Esto convierte los monómeros en un polímero. Luego, el polímero se filtra para eliminar cualquier impureza y posteriormente se enfría para solidificarlo.

Una vez hecho, el polímero se extruye a través de un mortero para formar una cinta continua. La cinta se estira para mejorar sus propiedades mecánicas y para reducir su grosor. Finalmente, se recubre con adhesivo o se recubre con una capa de protección, para acabar con el corte y embalaje.