Que es una bateria de litio

Desventajas de la batería de iones de litio

Este artículo trata de las pilas de litio desechables. Para las baterías recargables comunes, véase Batería de iones de litio. Para las pilas recargables menos comunes con base metálica, véase Pila recargable de litio-metal.
Pilas de litio de 9 voltios, tamaños AA y AAA. El objeto superior es una pila de tres celdas de litio-dióxido de manganeso, las dos inferiores son de litio-disulfuro de hierro y son compatibles con las pilas alcalinas de 1,5 voltios.
Se distinguen de otras pilas por su alta densidad de carga y su elevado coste por unidad. Dependiendo del diseño y de los compuestos químicos utilizados, las pilas de litio pueden producir voltajes desde 1,5 V (comparables a los de una pila de zinc-carbono o alcalina) hasta unos 3,7 V.
Hay que distinguir las baterías de litio primarias desechables de las secundarias de iones de litio o de polímero de litio,[1] que son baterías recargables. El litio es especialmente útil, porque sus iones pueden disponerse para moverse entre el ánodo y el cátodo, utilizando un compuesto de litio intercalado como material del cátodo, pero sin utilizar litio metálico como material del ánodo. El litio puro reacciona instantáneamente con el agua, o incluso con la humedad del aire; el litio de las baterías de iones de litio está en un compuesto menos reactivo.

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Una batería de iones de litio (Li-ion) es una tecnología avanzada de baterías que utiliza iones de litio como componente clave de su electroquímica. Durante un ciclo de descarga, los átomos de litio en el ánodo se ionizan y se separan de sus electrones. Los iones de litio salen del ánodo y atraviesan el electrolito hasta llegar al cátodo, donde se recombinan con sus electrones y se neutralizan eléctricamente. Los iones de litio son lo suficientemente pequeños como para poder moverse a través de un separador micropermeable entre el ánodo y el cátodo. En parte debido al pequeño tamaño del litio (sólo superado por el hidrógeno y el helio), las baterías de iones de litio son capaces de tener un voltaje y un almacenamiento de carga muy altos por unidad de masa y de volumen.
Las baterías de iones de litio pueden utilizar diferentes materiales como electrodos. La combinación más común es la de óxido de cobalto de litio (cátodo) y grafito (ánodo), que es la que se encuentra más comúnmente en los dispositivos electrónicos portátiles, como los teléfonos móviles y los ordenadores portátiles. Otros materiales del cátodo son el óxido de manganeso de litio (utilizado en los automóviles eléctricos e híbridos) y el fosfato de hierro de litio. Las baterías de iones de litio suelen utilizar éter (una clase de compuestos orgánicos) como electrolito.

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El mundo necesita más energía, preferiblemente de forma limpia y renovable. Nuestras estrategias de almacenamiento de energía se basan actualmente en las baterías de iones de litio, que están a la vanguardia de esta tecnología, pero ¿qué podemos esperar en los próximos años?
Empecemos con algunos aspectos básicos de las baterías. Una batería es un conjunto de una o varias celdas, cada una de las cuales tiene un electrodo positivo (el cátodo), un electrodo negativo (el ánodo), un separador y un electrolito. El uso de diferentes productos químicos y materiales para estos elementos afecta a las propiedades de la batería: cuánta energía puede almacenar y producir, cuánta potencia puede proporcionar o el número de veces que puede descargarse y recargarse (también llamado capacidad de ciclado).
Las empresas de baterías experimentan constantemente para encontrar productos químicos más baratos, más densos, más ligeros y más potentes. Hablamos con el director de investigación de Saft, Patrick Bernard, que nos explicó tres nuevas tecnologías de baterías con potencial transformador.
En las baterías de iones de litio (Li-ion), el almacenamiento y la liberación de energía se realiza mediante el movimiento de iones de litio desde el electrodo positivo al negativo, de ida y vuelta, a través del electrolito. En esta tecnología, el electrodo positivo actúa como fuente inicial de litio y el negativo como anfitrión del litio. Bajo el nombre de baterías de iones de litio se reúnen varias químicas, como resultado de décadas de selección y optimización cercanas a la perfección de los materiales activos positivos y negativos. Los óxidos metálicos litificados o los fosfatos son los más utilizados como materiales positivos actuales. Como materiales negativos se utilizan el grafito, pero también el grafito/silicio o los óxidos de titanio litificados.

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(0,90-2,43 MJ/L)Potencia específica~250 – ~340 W/kg[1]Eficiencia de carga/descarga80-90%[5]Energía/precio al consumidor6,4 Wh/US$[6]156 US$/kWhTasa de autodescarga0,35% a 2,5% al mes según el estado de carga[7]Durabilidad del ciclo400-1.200 ciclos
Una batería de iones de litio o batería Li-ion es un tipo de batería recargable en la que los iones de litio se mueven desde el electrodo negativo a través de un electrolito hasta el electrodo positivo durante la descarga, y de vuelta cuando se carga. Las baterías de iones de litio utilizan un compuesto de litio intercalado como material en el electrodo positivo y normalmente grafito en el electrodo negativo.
Las baterías de iones de litio tienen una alta densidad de energía, no tienen efecto memoria (salvo las células LFP)[9] y tienen una baja autodescarga. Las celdas pueden fabricarse para dar prioridad a la energía o a la densidad de potencia[10]. [10] Sin embargo, pueden suponer un riesgo para la seguridad, ya que contienen electrolitos inflamables y, si se dañan o se cargan incorrectamente, pueden provocar explosiones e incendios. Samsung se vio obligada a retirar los teléfonos Galaxy Note 7 tras los incendios de iones de litio,[11] y ha habido varios incidentes relacionados con las baterías de los Boeing 787.