Control de calidad de los materiales de baterías

El diseño de nuevos vehículos eléctricos en términos de rendimiento y coste empieza por la tecnología de las baterías. El desarrollo de nuevos materiales activos para el cátodo, el ánodo y el separador es clave para mejorar la capacidad, el comportamiento de carga y la vida útil, al tiempo que se controlan los costes. En el caso de los materiales de ánodo de grafito, la porosidad y la facilidad de preparación son claves para determinar el comportamiento de descarga. Aunque la adición de silicio al ánodo puede aumentar la densidad energética, es necesario vigilar y controlar los problemas relacionados con la vida útil. Las soluciones de microscopía electrónica y de rayos X de ZEISS proporcionan las capacidades analíticas y de captura de imágenes necesarias para determinar las propiedades relevantes de los materiales, lo cual resulta esencial para seguir avanzando en el rendimiento y la seguridad de las baterías.

El rendimiento de las baterías cambia a lo largo de su vida útil, y es esencial comprender estos efectos longitudinales del envejecimiento. Bajo el microscopio, se puede observar que la carga y la descarga provocan cambios químicos y estructurales que alteran los materiales de los electrodos. El hinchamiento y la contracción repetidos de la batearía provocan la propagación de grietas, la aparición de huecos, la pérdida de estabilidad mecánica y de conectividad eléctrica y, por tanto, el deterioro de la capacidad o el fallo de la celda. La microscopía electrónica de ZEISS permite elaborar mapas de propiedades eléctricas a microescala, lo que posibilita crear un «mapa de conductividad» de los materiales activos de las baterías.