Revolución a la vista: un proceso de reciclaje logra que las baterías usadas de los coches eléctricos sean mejores que las originales
Cuando las baterías terminan su vida útil en los coches, pueden reutilizarse en otras aplicaciones, como baterías de respaldo. Pero incluso cuando terminan ese proceso, no es el final del camino sino el momento de reciclarlas para lograr recuperar sus componentes. Ahora, un equipo de investigadores ha desarrollado un sistema que permite transformar baterías usadas de coches eléctricos y no solo eso, sino que el rendimiento de las mismas es mejor que el original.
El crecimiento del mercado de los coches eléctricos está haciendo que cada vez más baterías lleguen al final de su vida útil. Esto ha convertido el reciclaje en uno de los grandes retos de la industria, pero también en una oportunidad para reducir costes y aprovechar materiales de gran valor. Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad de California en San Diego ha desarrollado un sistema que va un paso más allá del reciclaje convencional.
En lugar de recuperar los materiales para fabricar nuevas baterías desde cero, el equipo ha diseñado un proceso capaz de transformar directamente el material de los cátodos de las baterías LFP usadas en un material LMFP, una química más avanzada que ofrece una mayor densidad energética sin renunciar a la seguridad y la durabilidad que han convertido a las baterías LFP en una de las opciones favoritas de numerosos fabricantes.
La propuesta supone un cambio importante respecto a los métodos tradicionales. En lugar de descomponer completamente los materiales mediante procesos de altas temperaturas o productos químicos agresivos, los investigadores apuestan por actualizar el propio material existente, reduciendo tanto el consumo energético como la generación de residuos.
Un reciclaje más eficiente para dar una segunda vida de mayor valor a las baterías
Las baterías LFP representan actualmente cerca de la mitad del mercado mundial de baterías de litio gracias a su bajo coste y durabilidad. Además, prescinden de materiales caros como el cobalto o el níquel. Son habituales tanto en coches eléctricos como en grandes sistemas de almacenamiento energético, por lo que en los próximos años el volumen de baterías que necesitarán ser recicladas crecerá de forma considerable.
Los investigadores recuerdan que los sistemas de reciclaje actuales suelen requerir temperaturas muy elevadas o tratamientos químicos complejos para recuperar los materiales. Además del elevado consumo energético, estos procedimientos generan emisiones y residuos que reducen parte del beneficio ambiental del reciclaje.
El nuevo método parte del desmontaje del pack de baterías. Una vez abierto, se extraen las láminas enrolladas del interior, que posteriormente se cortan en secciones más pequeñas y se sumergen en agua para separar el material activo del cátodo de la lámina de aluminio. Este aluminio también puede recuperarse para su posterior reutilización.
Después, el material recuperado se seca y se pulveriza hasta obtener un polvo muy fino. A continuación se añaden sales de litio, manganeso y fosfato, que servirán para obtener la nueva composición química.
El principal obstáculo era que el material original y los nuevos compuestos presentan estructuras cristalinas diferentes, lo que impedía mezclarlos directamente sin perjudicar el rendimiento de la batería. Para resolver este problema, el equipo desarrolló un compuesto intermedio con una estructura compatible que facilita una distribución uniforme de los átomos durante el proceso.
Tras una etapa de calentamiento cuidadosamente controlada, parte del hierro presente en el material original es sustituido progresivamente por manganeso, dando lugar a un material LMFP homogéneo. Al mismo tiempo se forma una fina capa de carbono alrededor de cada partícula, que mejora la conductividad eléctrica y ayuda a proteger el material durante miles de ciclos de carga y descarga.
Las pruebas realizadas muestran resultados muy prometedores. El nuevo material ofrece una mayor capacidad de almacenamiento energético que el LFP original, manteniendo al mismo tiempo unos elevados niveles de seguridad y una larga vida útil.
Los investigadores comprobaron además que el proceso funciona con baterías LFP procedentes de diferentes fabricantes y lograron escalar la producción hasta cantidades de varios kilogramos, un paso importante de cara a una futura aplicación industrial.
El material reciclado fue probado tanto en pequeñas celdas de laboratorio como en baterías de mayor tamaño similares a las utilizadas en los coches eléctricos y en sistemas de almacenamiento estacionario, obteniendo un comportamiento satisfactorio en ambos casos.
El siguiente objetivo del equipo será aumentar todavía más la eficiencia del proceso, mejorar el rendimiento del material obtenido y preparar esta tecnología para su implantación a gran escala. Si consigue llegar a la industria, este sistema podría convertir el reciclaje de baterías en un proceso mucho más rentable, reduciendo costes y permitiendo que las baterías usadas tengan una segunda vida con mejores prestaciones que cuando salieron de fábrica.
