La mayoría de los esfuerzos anteriores para prolongar la vida útil de las baterías de los vehículos eléctricos se han centrado en mejorar el diseño, los materiales y la fabricación de las celdas individuales, partiendo de la premisa de que, como los eslabones de una cadena, un paquete de baterías es tan bueno como su celda más débil.

El nuevo estudio parte de la base de que los eslabones débiles son inevitables debido a la fabricación y a que algunas celdas se degradan más rápido que otras al estar expuestas a tensiones como el calor. Pero esto no debería hacer caer todo el paquete.

«Si no se abordan adecuadamente, las heterogeneidades entre celdas pueden comprometer la longevidad, la salud y la seguridad de una batería e inducir un mal funcionamiento temprano de la misma», afirma Simona Onori, profesora de Stanford y autora principal del estudio. «Nuestro enfoque iguala la energía de cada célula del pack, llevando todas las células al estado de carga final previsto de forma equilibrada y mejorando la longevidad del pack».

Los investigadores diseñaron minuciosamente un modelo informático de alta fidelidad del comportamiento de las baterías que representaba con precisión los cambios físicos y químicos que tienen lugar en el interior de una batería durante su vida operativa.

Según los investigadores, las simulaciones iniciales sugieren que las baterías gestionadas con la nueva tecnología podrían soportar al menos un 20% más de ciclos de carga y descarga, incluso con cargas rápidas frecuentes, que suponen un esfuerzo adicional para la batería.

Las simulaciones realizadas con el modelo sugieren que un pack de baterías moderno puede optimizarse y controlarse teniendo en cuenta las diferencias entre sus celdas constituyentes.

El equipo prevé que su modelo se utilice para guiar el desarrollo de sistemas de gestión de baterías en los próximos años que puedan implantarse fácilmente en los diseños de vehículos existentes.

«Hasta donde sabemos, ningún estudio anterior ha utilizado el tipo de modelo de batería de alta fidelidad y de escala temporal que hemos creado», afirma Simona Onori.

«Las baterías de iones de litio ya han cambiado el mundo de muchas maneras», dijo Onori. «Es importante que saquemos todo el partido posible a esta tecnología transformadora y a sus sucesoras».

Además de los vehículos eléctricos, Onori dijo que prácticamente cualquier aplicación que «estrese mucho el paquete de baterías» -por ejemplo, los aviones no tripulados- podría ser un buen candidato para una mejor gestión informada por los nuevos resultados. Sin embargo, hay otras aplicaciones para las baterías recargables de iones de litio, como la aviación general y el almacenamiento a gran escala de energía renovable.