¿Qué causa que las baterías recargables envejezcan? ¿Qué se puede hacer para extender la vida útil de estas baterías?

En la actualidad, la mayoría de los dispositivos electrónicos modernos usan baterías recargables como fuente de energía. Además, en la actualidad, las baterías recargables más modernas están basadas en iones de litio o polímeros de litio . Al igual que cualquier otro dispositivo, con el tiempo estas baterías recargables pierden la capacidad de recargar, retener y descargar energía, por lo que los usuarios deben reemplazar los dispositivos o las baterías recargables.

Tengo entendido que el aumento de la resistencia interna de la batería es la causa principal del envejecimiento de la batería recargable. ¿Es esto exacto? Si es así, qué se puede hacer para reducir o eliminar la resistencia interna en las baterías recargables.

Si mi comprensión es inexacta, ¿cuál es la causa del envejecimiento de la batería recargable?

Si se entienden las causas del envejecimiento de la batería, ¿cómo pueden los ingenieros electrónicos diseñar circuitos de carga y descarga para extender la vida útil de la batería recargable?

Referencias

1. Universidad de la batería
2. Todo sobre las baterías, Parte 1: Introducción
3. Todo sobre las baterías, Parte 2: Especificaciones y terminología
4. Todo sobre las baterías, Parte 7: cloruro de litio-tionilo

Uno de los problemas que afectaban a las baterías recargables antiguas (por ejemplo, níquel cadmio ( ) e níquel metal hidruro ( NiMH )) fue el efecto memoria . El efecto de memoria ocurre cuando una batería recargable no está completamente descargada. Luego "olvida" que tiene una mayor capacidad de la que cree tener, y en el futuro descarga menos.$\text{NiCad}$$\text{NiMH}$

$\text{NiCad}$$\text{NiMH}$

No he podido encontrar mucho acerca de los efectos que influyen solo en las baterías de iones de litio, pero hay muchos factores generales . Aquí hay una breve lista:

• Descomposición de productos químicos
• Pasivación (que afecta a las baterías de iones de litio), que es cuando se forma una capa de productos químicos no deseados en la celda de la batería. Esto discute un fenómeno relacionado en la página 4258:

  Desafortunadamente, en la recarga, el litio tiene una fuerte tendencia a formar depósitos de musgo y dendritas en los solventes orgánicos líquidos habituales (véase la Figura 15B). Esto limita la vida útil del ciclo a 100-150 ciclos (considerablemente menor que los 300 ciclos requeridos para una celda comercial), así como también aumenta el riesgo de un incidente de seguridad.

• Tensiones mecánicas y fugas. Las baterías pueden dañarse de varias maneras, lo que hace que los componentes internos se rompan y provoquen fugas de productos químicos. Esto puede ser muy peligroso para los humanos.

Finalmente, está el fenómeno de la autodescarga , que es cuando las reacciones no deseadas en la batería "se comen", por así decirlo, a la capacidad de la batería. El proceso puede diferir según el tipo de batería. Battery University tiene una página , que tal vez ya haya visto. Reitera que la temperatura puede acelerar este proceso. Bastante asustadizo, las baterías de iones de litio pueden descargar hasta un 5% en las primeras 24 horas, disminuyendo a 1-2% por mes después de eso.