Un aglutinante sin flúor y a base de agua potencia el reciclaje de baterías

Reciclaje de baterías de iones de litio La fabricación y el reciclaje de baterías podrían ser más respetuosos con el medio ambiente gracias a este «pegamento»

2026-10-11 De Universidad de California - San Diego | Traducido por IA 5 min Tiempo de lectura

Un aglutinante sin flúor y procesable en agua podría simplificar la fabricación y el reciclaje de las baterías de iones de litio. Desarrollado en la Universidad de California en San Diego, permite que los recubrimientos de los electrodos se separen de las láminas metálicas en agua, mientras que las pruebas de laboratorio han demostrado un rendimiento inicial de la batería comparable y una mejor retención de la capacidad.

Este nuevo aglutinante para baterías podría reducir los componentes tóxicos, el consumo de energía y los residuos generados durante la fabricación y el reciclaje de las baterías de iones de litio.(Fuente: David Baillot | Escuela de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California en San Diego (CC BY-ND 4.0)) — Este nuevo aglutinante para baterías podría reducir los componentes tóxicos, el consumo de energía y los residuos generados durante la fabricación y el reciclaje de las baterías de iones de litio.
(Fuente: David Baillot | Escuela de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California en San Diego (CC BY-ND 4.0))

Un nuevo aglutinante para baterías —el adhesivo que mantiene unidas las partes internas de una batería— podría hacer que las baterías de iones de litio fueran más respetuosas con el medio ambiente y más fáciles de reciclar sin sacrificar su rendimiento. Al crear un aglutinante sin flúor y soluble en agua, los ingenieros de la Universidad de California en San Diego han demostrado que pueden simplificar tanto la fabricación como el reciclaje de las baterías, reduciendo el uso de ingredientes tóxicos, el consumo de energía y la generación de residuos. Las baterías fabricadas con el nuevo aglutinante ofrecieron un rendimiento igual de bueno que el de las baterías de iones de litio convencionales.

El aglutinante es el material similar al pegamento que se mezcla con los polvos de los electrodos para formar capas sólidas, que luego se adhieren a finas láminas metálicas en el interior de la batería. Estas capas se apilan y se enrollan para crear una batería. Aunque el aglutinante representa solo una pequeña fracción del peso de la batería, tiene un gran impacto en el proceso de fabricación y reciclaje de la misma.

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Una vez mezclado el aglutinante con el polvo del electrodo, se forma una pasta espesa que se utilizará para fabricar una capa de electrodo.(Fuente: David Baillot | Escuela de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California en San Diego (CC BY-ND 4.0))

La mezcla de aglutinante y electrodo se extiende para formar una capa de electrodo, que posteriormente se seca en un horno.(Fuente: David Baillot | Escuela de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California en San Diego (CC BY-ND 4.0))

Una capa de electrodos flexible y adhesiva fabricada con el nuevo aglutinante.(Fuente: David Baillot | Escuela de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California en San Diego (CC BY-ND 4.0))

Las baterías de iones de litio suelen utilizar un aglutinante que contiene flúor, ya que este permite obtener electrodos uniformes y muy adhesivos que se mantienen estables a lo largo de numerosos ciclos de carga y descarga. Esto hace que las baterías rindan mejor y duren más.

«Pero esa misma estabilidad también hace que las baterías sean mucho más difíciles de reciclar», afirmó Chen, cuyo Laboratorio de Materiales y Energía Sostenibles de la Universidad de California en San Diego se especializa en el desarrollo de métodos eficientes y respetuosos con el medio ambiente para recuperar y regenerar materiales a partir de baterías de iones de litio agotadas.

El problema del flúor en los aglutinantes

Un aglutinante que contiene flúor debe disolverse en un disolvente tóxico antes de poder mezclarse con los polvos de los electrodos. Una vez recubiertos los electrodos, se utilizan grandes hornos de secado para evaporar el disolvente. A continuación, se necesitan pasos adicionales para recuperar y purificar el disolvente, de modo que pueda reutilizarse. «Esos pasos adicionales aumentan significativamente el coste y el consumo de energía —así como el impacto medioambiental— de la fabricación de baterías», afirmó el primer autor del estudio, Jiao Lin, investigador posdoctoral en el laboratorio de Chen.

Los aglutinantes que contienen flúor también complican el proceso de reciclaje de las baterías. Estos aglutinantes dejan residuos difíciles de eliminar que requieren altas temperaturas o productos químicos corrosivos para su eliminación. Esto, a su vez, genera residuos peligrosos, así como subproductos que contienen flúor y que contaminan los materiales recuperados de las baterías, lo que dificulta su reutilización en nuevas baterías.

No más flúor ni disolventes tóxicos

Para resolver ambos problemas, el equipo de Chen creó un aglutinante que no contiene flúor y que puede procesarse utilizando un disolvente no tóxico: el agua. Aunque ya existen otros aglutinantes solubles en agua, carecen de la resistencia y la durabilidad necesarias para las baterías de alto rendimiento, explicó Chen.

El nuevo aglutinante está compuesto por dos polímeros económicos y de uso generalizado. El ácido poliacrílico ayuda a que la mezcla se distribuya de manera uniforme durante la fabricación y aporta flexibilidad. Por su parte, la carboximetilcelulosa, un material de origen vegetal que se utiliza habitualmente en alimentos y productos de papel, aporta resistencia y adherencia.

En primer lugar, los polímeros se disolvieron en agua. A continuación, los investigadores añadieron ácido cítrico, el ácido de origen natural que se encuentra en los cítricos, para unir químicamente los polímeros entre sí. El resultado es una red estrechamente entrelazada, unida por diversos tipos de enlaces químicos que se refuerzan mutuamente. Esto confiere a este aglutinante la resistencia, flexibilidad, estabilidad y adherencia necesarias para rivalizar con los aglutinantes convencionales que contienen flúor.

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Última actualización: 22/09/2026

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Fabricación y reciclaje de pilas con el nuevo aglutinante

Las baterías fabricadas con el nuevo aglutinante sin flúor ofrecieron el mismo rendimiento inicial que las baterías de iones de litio convencionales. Incluso mantuvieron su capacidad durante más tiempo tras cientos o miles de ciclos de carga. El aglutinante también era compatible con diferentes tipos de electrodos, incluidos los cátodos de fosfato de hierro y litio (LFP), los cátodos ricos en níquel, los ánodos de grafito y los ánodos de silicio.

El nuevo aglutinante también podría simplificar el reciclaje de las baterías. En lugar de utilizar productos químicos agresivos y altas temperaturas para eliminarlo, como se hace con los aglutinantes que contienen flúor, los investigadores simplemente desmontaron la batería y sumergieron los electrodos en agua. Esto disolvió el aglutinante y permitió que los recubrimientos de los electrodos se separaran limpiamente de las láminas metálicas sin dejar residuos. A continuación, los materiales de los electrodos recuperados se regeneraron mediante procesos de reciclaje directo y se utilizaron para fabricar nuevas baterías.

Estas baterías recicladas ofrecieron un rendimiento igual de bueno que las fabricadas con materiales para electrodos recuperados de baterías fabricadas con aglutinantes convencionales que contienen flúor.

Los próximos pasos incluyen ampliar la producción del aglutinante para su fabricación a escala comercial. Los investigadores están trabajando ahora en la optimización del aglutinante para diferentes composiciones químicas de las baterías con el fin de mejorar su rendimiento. Chen y su equipo tienen previsto comercializar el aglutinante mediante la colaboración con socios del sector.

Artículo original: Un aglutinante polimérico sin flúor permite la fabricación circular y el reciclaje de baterías de iones de litio; Nature Communications; DOI:10.1038/s41467-026-78215-3