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Las temperaturas elevadas, como las del interior de un coche en verano, y los ciclos de carga rpidos acortan la vida de las bateras, cuyo rendimiento tambin depende de su composicin y diseo tcnico.

En los ltimos aos el desarrollo y uso de las bateras recargables se ha disparado. El mercado mundial de estos productos creci anualmente cerca del 5% entre 1990 y 2013, alcanzando una cifra de negocio de unos 54.000 millones de dlares, pero cada nueva tecnologa trae consigo sus propios desafos a la hora de prolongar la vida til de estos acumuladores elctricos.
Esta semana las investigadoras Mara Rosa Palacn del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) y Anne de Guibert de la empresa francesa SAFT (fabricante de bateras) recopilan en la revista Science las causas del envejecimiento y prdida de prestaciones de estos dispositivos. Su artculo se titula Por qu fallan las bateras?
Segn las autoras, los motivos estn relacionados con las condiciones de operacin por ejemplo, las temperaturas elevadas y las velocidades de carga y descarga rpidas aceleran el envejecimiento, as como con procesos especficos de degradacin que dependen de la tecnologa de las bateras y sus materiales. Los tres tipos principales son las de plomo-cido, las de nquel con cadmio o con hidruro metlico, y las de ion litio.
Los motivos estn relacionados con las condiciones de operacin as como con procesos de degradacin que dependen de la tecnologa de las bateras
No se puede hablar de que unas sean mejores que otras, porque cada una tiene sus propias prestaciones en trminos de cantidad de energa por unidad de masa (mayor en el litio, intermedia en el nquel e inferior en el plomo), precio (mucho mayor en el litio) y duracin, que depender de las condiciones de uso, seala Palacn a Sinc.
La eleccin de la batera depende de su aplicacin. As, para la electrnica porttil son mejores las de litio porque son ms ligeras, pero para las ms grandes que no se mueven se pueden emplear las de plomo, que es ms barato. Aunque en todos los casos estos acumuladores van a envejecer progresivamente, a mayor velocidad si aumenta la temperatura de operacin.
Por ejemplo, no conviene dejar nunca la batera al sol en verano dentro del coche, porque es un factor que acelera mucho la degradacin, recomienda la investigadora, aunque reconoce que el usuario tiene un margen estrecho de maniobra porque la velocidad de carga de estos dispositivos suele controlarse por el cargador y la de descarga viene marcada por el consumo demandado.
Las autoras subrayan en su estudio que la electrnica de control de la batera es clave, "ya que despus de una cierta cantidad de ciclos o bajo ciertas condiciones, los electrodos se pueden degradar o ser 'envenenados' por reacciones secundarias no deseadas". El uso habitual de los acumuladores disminuye la cantidad de energa que pueden almacenar, pero, adems, puede llegar a causar algn incidente, como pequeas explosiones.
Un 'hardware' y 'software' adicional

Palacn y De Guibert indican que los nuevos mtodos que se usan para monitorizar con gran precisin la salud de las bateras son cada vez ms eficaces para detectar reacciones secundarias, destacando el papel que desempea el hardware y software adicional que se incorpora cada vez ms a estos dispositivos para aumentar su eficacia y seguridad.
El funcionamiento de las bateras se basa en sencillas reacciones de reduccin-oxidacin (red-ox) como las que se estudian en la escuela, pero detrs existe un sistema complejo y en evolucin constante formado por electrodos (nodo y ctodo), electrolitos para el transporte inico, colectores de corriente, separadores, aditivos conductores y polmeros.
El conocimiento de los procesos de degradacin 'es de gran importancia en aplicaciones como el vehculo elctrico o el almacenamiento en la red elctrica'
Las investigadoras han revisado los avances de todos estos elementos en los diversos tipos de batera, analizando aspectos como el ciclo de vida de sus celdas electroqumicas (nmero de veces que se pueden utilizar), su capacidad, o las temperaturas y condiciones en las que se pueden utilizar de forma segura. No ha sido fcil categorizar los fenmenos que tienen lugar, pero el resultado permite identificar puntos comunes a las diferentes tecnologas, seala Palacn.
La investigadora destaca que el conocimiento de los procesos de degradacin involucrados en la prdida de prestaciones "tiene menor relevancia en el caso de la electrnica porttil porque acabamos cambiando de mvil cada pocos aos, pero es de gran importancia en aplicaciones como el vehculo elctrico o el almacenamiento en la red elctrica, para las que una larga duracin de las bateras es imprescindible tanto por razones de coste como de sostenibilidad.
La experta confa en que el futuro de las bateras "lleve aparejado un progreso en el uso de las energas renovables ya sean ligadas a la red o de forma distribuida, porque debe poderse almacenar la energa que sobra cuando hay sol y viento para los momentos en los que no la hay; aunque quiz soy demasiado optimista".

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[CODE]En los ltimos aos el desarrollo y uso de las bateras recargables se ha disparado. El mercado mundial de estos productos creci anualmente cerca del 5% entre 1990 y 2013, alcanzando una cifra de negocio de unos 54.000 millones de dlares, pero cada nueva tecnologa trae consigo sus propios desafos a la hora de prolongar la vida til de estos acumuladores elctricos.
Esta semana las investigadoras Mara Rosa Palacn del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) y Anne de Guibert de la empresa francesa SAFT (fabricante de bateras) recopilan en la revista Science las causas del envejecimiento y prdida de prestaciones de estos dispositivos. Su artculo se titula Por qu fallan las bateras?
Segn las autoras, los motivos estn relacionados con las condiciones de operacin por ejemplo, las temperaturas elevadas y las velocidades de carga y descarga rpidas aceleran el envejecimiento, as como con procesos especficos de degradacin que dependen de la tecnologa de las bateras y sus materiales. Los tres tipos principales son las de plomo-cido, las de nquel con cadmio o con hidruro metlico, y las de ion litio.
Los motivos estn relacionados con las condiciones de operacin as como con procesos de degradacin que dependen de la tecnologa de las bateras
No se puede hablar de que unas sean mejores que otras, porque cada una tiene sus propias prestaciones en trminos de cantidad de energa por unidad de masa (mayor en el litio, intermedia en el nquel e inferior en el plomo), precio (mucho mayor en el litio) y duracin, que depender de las condiciones de uso, seala Palacn a Sinc.
La eleccin de la batera depende de su aplicacin. As, para la electrnica porttil son mejores las de litio porque son ms ligeras, pero para las ms grandes que no se mueven se pueden emplear las de plomo, que es ms barato. Aunque en todos los casos estos acumuladores van a envejecer progresivamente, a mayor velocidad si aumenta la temperatura de operacin.
Por ejemplo, no conviene dejar nunca la batera al sol en verano dentro del coche, porque es un factor que acelera mucho la degradacin, recomienda la investigadora, aunque reconoce que el usuario tiene un margen estrecho de maniobra porque la velocidad de carga de estos dispositivos suele controlarse por el cargador y la de descarga viene marcada por el consumo demandado.
Las autoras subrayan en su estudio que la electrnica de control de la batera es clave, "ya que despus de una cierta cantidad de ciclos o bajo ciertas condiciones, los electrodos se pueden degradar o ser 'envenenados' por reacciones secundarias no deseadas". El uso habitual de los acumuladores disminuye la cantidad de energa que pueden almacenar, pero, adems, puede llegar a causar algn incidente, como pequeas explosiones.
Un 'hardware' y 'software' adicional

Palacn y De Guibert indican que los nuevos mtodos que se usan para monitorizar con gran precisin la salud de las bateras son cada vez ms eficaces para detectar reacciones secundarias, destacando el papel que desempea el hardware y software adicional que se incorpora cada vez ms a estos dispositivos para aumentar su eficacia y seguridad.
El funcionamiento de las bateras se basa en sencillas reacciones de reduccin-oxidacin (red-ox) como las que se estudian en la escuela, pero detrs existe un sistema complejo y en evolucin constante formado por electrodos (nodo y ctodo), electrolitos para el transporte inico, colectores de corriente, separadores, aditivos conductores y polmeros.
El conocimiento de los procesos de degradacin 'es de gran importancia en aplicaciones como el vehculo elctrico o el almacenamiento en la red elctrica'
Las investigadoras han revisado los avances de todos estos elementos en los diversos tipos de batera, analizando aspectos como el ciclo de vida de sus celdas electroqumicas (nmero de veces que se pueden utilizar), su capacidad, o las temperaturas y condiciones en las que se pueden utilizar de forma segura. No ha sido fcil categorizar los fenmenos que tienen lugar, pero el resultado permite identificar puntos comunes a las diferentes tecnologas, seala Palacn.
La investigadora destaca que el conocimiento de los procesos de degradacin involucrados en la prdida de prestaciones "tiene menor relevancia en el caso de la electrnica porttil porque acabamos cambiando de mvil cada pocos aos, pero es de gran importancia en aplicaciones como el vehculo elctrico o el almacenamiento en la red elctrica, para las que una larga duracin de las bateras es imprescindible tanto por razones de coste como de sostenibilidad.
La experta confa en que el futuro de las bateras "lleve aparejado un progreso en el uso de las energas renovables ya sean ligadas a la red o de forma distribuida, porque debe poderse almacenar la energa que sobra cuando hay sol y viento para los momentos en los que no la hay; aunque quiz soy demasiado optimista".

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http://www.elconfidencial.com/tecnologia/2016-02-05/por-que-envejecen-las-baterias_1147167/