Evaluación y comparación del estado de salud de baterías 18650

Abstract

El objetivo de este trabajo es evaluar y comparar la pérdida de capacidad que sufren tres baterías 18650 a través de la caracterización electroquímica de estas, identificando en el proceso las principales variables responsables de este fenómeno. Para llevar a cabo el estudio sobre las baterías comerciales se utilizó el método de capacidad incremental a partir de datos experimentales obtenidos por cronopotenciometría. Las baterías estudiadas se sometieron a ciclos de carga/descarga con una intensidad de corriente de 1 A y 3 A respectivamente. Las medidas se realizaron en el potenciostato/galvanostato Interface 5000E™ Gamry. Se procedió a realizar la descarga de los dispositivos hasta el instante previo en el que el potencial de la batería cayera por debajo de los 3 V. Por otro lado, en los ciclos de carga se procedió a cargar a los dispositivos hasta el instante previo en el que el potencial superara los 4.4 V. A partir de los datos experimentales se calculó la variación de parámetros críticos como el estado de carga y la resistencia a la polarización, entre otros, con el número de ciclos. Para las tres baterías analizadas se pudo identificar la presencia de dos mecanismos causantes de la degradación de la capacidad, siendo el primero de estos la formación de una interfaz de electrolito sólida. A pesar de que la degradación por la formación de esta interfase resultó ser pronunciada, las pérdidas de capacidad asociadas a la pérdida de material activo en el cátodo y ánodo fueron superiores. Del análisis de la capacidad incremental, en todos los casos se identificó un pico principal responsable de la mayor parte de la pérdida de actividad electroquímica, aunque se discutió también que para poder explicar esta pérdida en su totalidad es necesario considerar a todos los picos identificados.