El envejecimiento de las baterías de iones de litio durante su uso real comprende dos tipos: el envejecimiento por calendario y el envejecimiento por ciclos de carga y descarga.
El envejecimiento por declinación se refiere al fenómeno por el cual la capacidad de una batería disminuye lentamente a medida que aumenta el tiempo de almacenamiento.
Durante el almacenamiento de la batería, el factor de envejecimiento dominante es la pérdida de iones de litio utilizables (LLI, por sus siglas en inglés), causada por el engrosamiento gradual de la capa SEI en el electrodo negativo. Esto se ve afectado principalmente por factores como el estado de carga (SOC) de la batería y la temperatura ambiente. Generalmente, cuanto mayor sea el SOC y la temperatura de almacenamiento, más rápido será el envejecimiento de la batería. Investigaciones de la Universidad Técnica de Múnich demuestran además que la tasa de envejecimiento de las baterías de iones de litio no es directamente proporcional al SOC. Cuando el SOC se encuentra entre 30% y 60%, la tasa de envejecimiento es prácticamente la misma, mientras que, a partir de 60%, aumenta rápidamente con el incremento del SOC. Esto se debe a que el factor esencial que afecta la reacción secundaria del engrosamiento de la capa SEI es el potencial de equilibrio del electrodo negativo. Cuanto menor sea el potencial de equilibrio del electrodo negativo, más rápido crecerá la capa SEI. Para retrasar su envejecimiento, las baterías deben mantenerse alejadas de rangos de SOC altos y temperaturas ambiente elevadas en la medida de lo posible.
El envejecimiento cíclico se refiere a la pérdida irreversible de capacidad que se produce en las baterías de iones de litio durante los ciclos de carga y descarga, influenciada principalmente por factores como la corriente de descarga, el voltaje de corte de carga/descarga, el rango del estado de carga (SOC), la temperatura ambiente y la profundidad de descarga (DOD).
Comprender las características de envejecimiento de las baterías bajo diversas condiciones de ciclo es crucial para optimizar su uso y prolongar su vida útil. Investigadores de la Universidad Libre de Bruselas, Bélgica, evaluaron las características de degradación de la capacidad de las baterías de fosfato de hierro y litio bajo diferentes métodos de carga. Sus resultados mostraron que la aplicación periódica de pulsos de descarga de baja amplitud durante la carga ayuda a reducir la polarización de concentración y, por lo tanto, a prolongar la vida útil de la batería. Sin embargo, este estudio carece de evidencia concluyente sobre el mecanismo de envejecimiento de las baterías bajo diferentes métodos de carga.
