Baterías y acumuladores de iones de litio, incluida la subcategoría

Diseño de baterías Li-Ion

Las baterías de iones de litio constan de un cátodo, un ánodo, un separador y un electrolito. El cátodo puede estar hecho de diferentes óxidos metálicos, por ejemplo, óxido de litio cobalto (III) (LiCoO ₂ ) u óxido de litio manganeso (LiMn ₂ O ₄ ). Por otro lado, el ánodo suele estar hecho de grafito . El papel clave lo juega aquí el litio, cuyos iones se mueven entre los electrodos durante la descarga y la carga. El electrolito suele ser un líquido que contiene sales de litio disueltas en una mezcla de disolventes orgánicos o un sólido. El electrolito a menudo se produce a partir de carbonato de vinileno . Las baterías de iones de litio constan de varias celdas pequeñas combinadas en paquetes. Son totalmente configurables, proporcionando así el voltaje deseado.

Ventajas y desventajas de la tecnología de iones de litio

Primero analicemos las ventajas de las baterías de iones de litio.

• Alta densidad de energía: la tecnología Li-Ion presenta una de las densidades de energía más altas, lo que permite almacenar grandes cantidades de energía en baterías pequeñas.
• Autodescarga baja: en comparación con otros tipos de baterías, estas tienen una tasa de autodescarga muy baja y, por lo tanto, pueden almacenar energía durante mucho tiempo sin una caída significativa de la capacidad.
• Larga vida útil: las baterías de iones de litio tienen una larga vida útil. La vida útil de las celdas estándar oscila entre 300 y 1000 ciclos de carga, pero algunas tienen valores más altos.
• Sin efecto memoria: a diferencia de otras tecnologías, las baterías de iones de litio prácticamente no tienen efecto memoria. Por lo tanto, no es necesario descargarlos completamente antes de volver a conectarlos para cargarlos.
• Tasa de carga: en comparación con otras baterías populares, las baterías de iones de litio cuentan con una tasa de carga más rápida, lo cual es una gran ventaja, especialmente para los dispositivos que usan mucha energía.
• Bajo impacto ambiental: La tecnología Li-Ion es mucho menos perjudicial para el medio ambiente que otras soluciones como las baterías de plomo-ácido o níquel-cadmio. En primer lugar, no contienen metales pesados, que son peligrosos para el medio ambiente. Además, se desperdicia menos energía debido a la mayor eficiencia y la menor duración del proceso de carga.

Con las características mencionadas anteriormente, las baterías de iones de litio se usan fácilmente y se están volviendo más comunes en varios dispositivos cotidianos. Lamentablemente, la tecnología de iones de litio también tiene desventajas, que de alguna manera restringen sus aplicaciones. Vea a continuación algunos ejemplos.

• Precio alto: El costo de producción de las baterías de Li-Ion es más alto que el de otras soluciones, lo que contribuye a un precio de venta alto.
• Problema de descarga total: si las baterías de iones de litio se descargan por debajo del nivel recomendado, pueden sufrir daños irreparables.
• Degradación de la capacidad: las baterías de iones de litio pierden su capacidad con el tiempo, incluso sin un uso intenso. Esto reduce el tiempo de funcionamiento de los dispositivos que utilizan este tipo de baterías.
• Seguridad de uso: las baterías de iones de litio dañadas pueden explotar o provocar un incendio. Las temperaturas extremadamente altas o la sobrecarga también pueden provocar este tipo de eventos.

A pesar de sus desventajas, las baterías de iones de litio tienen un gran número de aplicaciones diversas.

¿Dónde se utilizan las baterías de iones de litio?

La tecnología Li-Ion es ahora uno de los métodos de producción de baterías más populares. Con sus ventajas mostradas arriba y su capacidad de personalización, se utilizan fácilmente en diversos tipos de dispositivos. Entonces, ¿dónde encontrará baterías de este tipo?

Electrónica de consumo

Las baterías de iones de litio se utilizan principalmente en la electrónica de consumo. Los encontrará en teléfonos inteligentes, computadoras, televisores, computadoras portátiles, auriculares inalámbricos, relojes, cámaras y muchos otros dispositivos electrónicos. Son de uso común en dispositivos móviles de uso cotidiano debido, entre otros, a la alta densidad de energía, tamaño reducido y larga vida útil.

Vehículos eléctricos

Los vehículos eléctricos e híbridos son un grupo popular de máquinas que utilizan baterías de iones de litio. Las baterías se usan porque son más livianas que las baterías de plomo-ácido convencionales y permiten viajes bastante largos entre cargas. El uso de las baterías en vehículos de última generación ayuda a reducir las emisiones de CO ₂ de los gases de escape.

Almacen de energia

Los sistemas de almacenamiento de energía tanto industriales como domésticos son cada vez más populares para el almacenamiento de energía procedente de fuentes renovables como la eólica o la solar . Dichos sistemas utilizan baterías de iones de litio.

Herramientas eléctricas

Debido a su alto rendimiento y capacidad de carga rápida, las baterías de iones de litio se utilizan fácilmente en la mayoría de las herramientas eléctricas inalámbricas. Los puedes encontrar en equipos como: amoladoras, taladros, sierras y muchos más.

Dispositivos médicos

Los tamaños pequeños de las baterías de iones de litio permiten su uso en dispositivos médicos especializados. Se utilizan, por ejemplo, en marcapasos, electrocardiógrafos, monitores de presión, carros médicos y otros equipos de salvamento. Esas son solo algunas de las principales aplicaciones de las baterías de iones de litio. También los encontrarás en sistemas utilizados para el suministro de energía de emergencia, así como en drones y vehículos teledirigidos. Los experimentos se llevan a cabo para su uso en la aviación.