La batería de cualquier dispositivo electrónico es uno de los elementos más sensibles y que mayor degradación experimenta durante su ciclo de vida. Gran parte de la culpa la tiene la química de las baterías de ion litio que se suelen utilizar, ya que envejece con cada ciclo. Sin embargo, ahora hay una nueva forma de frenar la degradación, con apenas un cambio mínimo: incluir un aditivo al electrolito.
Un aditivo discreto que estira la vida útil sin cambiar la receta base
En una batería de ion litio, la más típica de los smartphones que usamos para jugar ruleta online y otras tareas cotidianas, los iones de litio se mueven entre ánodo y cátodo a través del electrolito, mientras los electrones alimentan el dispositivo por el circuito externo. Con el uso, parte del litio se pierde de forma irreversible en reacciones secundarias y los electrodos sufren fatiga. Por esto es porque las baterías pierden capacidad y elevan la resistencia interna, lo que se nota en menos autonomía y peor respuesta cuando se exige potencia.
La investigación que ha hecho el equipo de Chunsheng Wang en la Universidad de Maryland ahora propone añadir una pequeña cantidad de difluorofosfato de litio al electrolito. El compuesto destaca por su eficacia para estabilizar baterías con química estándar y el bajo coste del cambio. En sus ensayos, las baterías ajustadas mantuvieron una capacidad mucho mayor tras cientos de ciclos de carga y descarga. Esto podría suponer unos smartphones con mayor energía y potencia de batería, permitiendo más horas para aprender estrategia ruleta o, si se busca durabilidad, conseguir mayor estabilidad a largo plazo.
La ventaja es industrial: modificar un aditivo es potencialmente menos disruptivo que rediseñar electrodos o migrar a nuevas químicas. Por eso se presenta como una modificación “relativamente sencilla”, con opciones de llegar al consumidor si supera pruebas de seguridad y validaciones a gran escala.
La SEI, el escudo microscópico donde se gana o se pierde capacidad
La clave está en la interfaz entre electrolito y electrodo. En las primeras cargas se forma la SSEI, una película de pasivación que aparece porque el electrolito es termodinámicamente inestable frente al ánodo. Cuando la capa es densa e intacta, permite el transporte de iones y limita el paso de los electrones, mejorando la durabilidad.
El problema es que esa “piel” es frágil, agrietándose y recomponiéndose… y agostando litio cada vez que lo hace. Según el estudio, el difluorofosfato de litio favorece una reacción sencilla inspirada en química orgánica que vuelve el electrolito más proclive a aceptar electrones. Así, se consigue una SEI más robusta, con menos reacciones parásitas en la superficie de los electrodos y menos grietas en el cátodo.
Además, el uso de LiDFP para crear capas interfaciales estables encaja con otros estudios que ya se han publicado en el pasado: en Nature Communications se ha usado para suprimir degradación química y mantener una capa interfacial intacta en condiciones muy exigentes.
Eso sí, está promesa aún está lejos de convivir con nosotros. Una revisión en PubMed recuerda que el LiDFP mejora el rendimiento al alto voltaje, pero también puede descomponerse a temperaturas elevadas formando sustancias tóxicas, por eso aún queda un tiempo hasta conseguir la estabilidad térmica necesaria.
Si las validaciones industriales acompañan, el descubrimiento ayudaría a mantener durante mucho tiempo las baterías de todo tipo: móviles, coches, hogares… y todo sin exigir hábitos heróicos a los usuarios que quieran alargar la vida útil de sus dispositivos.
