Estas mejoras no tienen precedentes en el desarrollo de baterías, donde los ajustes en la composición suelen traducirse en mejoras de entre el 5 % y el 10 %. Alargar la vida útil de las baterías de los vehículos eléctricos (VE) no solo reduciría la tasa a la que acaban en vertederos o en procesos de reciclaje, sino que también disminuiría las presiones medioambientales asociadas a la extracción de níquel o cobalto.
Sin embargo, la presión debe ser la adecuada: si es demasiado alta o demasiado baja, las baterías fallarán. Los investigadores construyeron un dispositivo a medida para mantener la presión sobre la batería en esta zona «ideal», sin necesidad de recurrir a ningún proceso químico especializado. Sus resultados se publican en la revista Nature Energy.
En su forma más básica, las baterías de iones de litio se componen de un ánodo, un cátodo y un electrolito. A medida que la batería pasa por cada ciclo de carga y descarga, los iones de litio se desplazan del ánodo al cátodo y viceversa. Esto hace que la batería se expanda y se contraiga físicamente, casi como si respirara.
«A las baterías no les suele gustar este ciclo de tensión y relajación», afirmó el profesor Michael De Volder, del Departamento de Ingeniería de Cambridge, que codirigió la investigación. «Gran parte del trabajo para mejorar las baterías de iones de litio lo realizan químicos y físicos, pero, como ingeniero mecánico, yo también quería investigar el papel que desempeña la mecánica».
Para estudiarlo, De Volder y sus colegas construyeron un dispositivo que comprime un tipo de batería conocida como «célula tipo bolsa» mediante «fuelles» neumáticos: pequeños cojines llenos de aire que actúan como una abrazadera autoajustable. Los fuelles mantienen una presión continua, mientras que un sensor monitoriza los minúsculos cambios de volumen a medida que la batería se carga y se descarga.
«Simplemente compramos baterías comerciales y probamos su vida útil bajo diferentes presiones», explicó De Volder. « No tuvimos que modificar nada en cuanto a la composición de su electrolito o de sus electrodos».
Descubrieron que la presión de los fuelles debe situarse en la zona «óptima»: unos 12,5 bar, es decir, aproximadamente cuatro veces la presión estándar de las pilas de botón convencionales. Fuera de esta zona, las baterías fallan más rápidamente. Si la presión es demasiado alta, puede provocar la formación de placas de litio en el ánodo, y si es demasiado baja, puede hacer que el cátodo se agriete.
«Descubrimos que, cuando se mantiene la presión sobre ellas relativamente constante a lo largo de cada ciclo de carga y descarga, la vida útil general de la batería mejora considerablemente», explicó De Volder. «Si se presiona con demasiada fuerza, el ánodo se ve afectado negativamente. Si no se presiona lo suficiente, el cátodo comienza a degradarse. Nuestros experimentos identificaron cuál es el “punto óptimo” para las baterías en lo que respecta a la presión».
Los resultados, aunque se encuentran en una fase inicial, podrían tener importantes implicaciones para el mercado de los vehículos eléctricos, en rápido crecimiento, especialmente en el mercado de segunda mano. «Cuanto más dure el producto, menos veces habrá que reciclar los materiales», señaló De Volder. «Y, de momento, se nos da muy mal reciclar baterías».
Además, unas baterías para vehículos eléctricos más duraderas podrían reducir el volumen de materias primas que hay que extraer —a menudo en condiciones extremadamente precarias— para fabricar baterías nuevas. «Hemos desarrollado una solución para coches eléctricos más limpios, pero debemos asegurarnos de que, a cambio, no estemos provocando nuevos desastres ecológicos en otras partes del mundo», señaló De Volder. «Si pudiéramos reducir un poco la presión sobre estas explotaciones mineras, eso supondría otra ventaja importante».
La tecnología se ha probado a escala de laboratorio, pero deberá ampliarse para su aplicación en baterías comerciales. Cambridge Enterprise, la división de innovación de la Universidad, ha solicitado una patente.
La investigación ha contado con el apoyo parcial del Consejo Europeo de Investigación, la Faraday Institution y el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), que forma parte de UK Research and Innovation (UKRI). Michael De Volder es miembro del St John’s College de Cambridge.
Referencia
Heng Wang, Rui Wang et al. La interacción entre la presión de la pila, la expansión mecánica y las vías de degradación en las baterías de iones de litio de NMC-grafito. Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-026-02087-6
