¿Cómo funciona una batería de litio?
Cada vez más utilizadas en muchos tipos de dispositivos, las baterías de litio aún son poco conocidas por el público en general. Innovadora y segura, esta tecnología tiene, sin embargo, muchas ventajas. Aquí tienes un punto completo sobre el funcionamiento, ventajas y desventajas de las baterías de litio.
Introducción al litio
El litio es un metal alcalino descubierto por Johan August Arfwedson en 1817. Este metal blando es extremadamente ligero y se distingue por su alta densidad energética. Por tanto, tiene un importante potencial electroquímico que permite desarrollar baterías de alto rendimiento tanto en el sector de la electrónica como en el de la automoción. En su forma pura, el litio es un metal gris suave que se empaña instantáneamente en presencia de aire o agua. Se conserva para ello en aceite mineral para que no se oxide. Sus propiedades químicas lo convierten en un elemento codiciado en el campo industrial, en particular para la producción de baterías y pilas recargables.
El litio es un elemento químico con una masa atómica de 6,941 u. Tiene 3 protones, 3 electrones (2 y 1 por capa) y su símbolo químico es Li.
Principio de funcionamiento de una batería de litio
Las baterías de litio utilizan reacciones químicas controladas mediante la inversión de las cargas de sus electrodos. De este modo se produce un intercambio de iones en el electrolito entre el electrodo positivo (el cátodo) y el electrodo negativo (el ánodo). Durante este movimiento de cargas, se produce una liberación de energía eléctrica (electrones). Es este sistema el que carga una batería.
Para permitir esta reacción electroquímica, la mayoría de las baterías de litio constan de un electrodo positivo (+) de litio y óxido de cobalto (LCO) y un electrodo negativo (-) de carbono (grafito).
Los diferentes tipos de baterías de litio
Hay tres tipos principales de baterías de litio en el mercado: Li-ion, Li-Po y LifePO4. Cada uno de estos tipos tiene sus propias peculiaridades y son adecuados para diferentes usos.
batería de iones de litio
La batería de iones de litio (Li-ion) es de tamaño pequeño, tiene una energía específica alta. Se utiliza con multitud de dispositivos como smartphones, portátiles, altavoces, tabletas o cámaras digitales a través de un puerto USB.
Batería de litio LiPo
Una batería de polímero de litio (Li-Po) es más ligera pero más sensible a los golpes. Es menos utilizado por este motivo, pero se encuentra en el campo del modelismo y para el manejo de drones.
Batería de litio LifePO4
Las baterías de fosfato de hierro y litio (LifePO4 o LFP) utilizan celdas cilíndricas o rectangulares. Su larga vida va de la mano con un cierto peso. Por lo tanto, no es de extrañar que encontremos la tecnología LifePO4 en baterías de descarga lenta pero también en muchos tipos de vehículos como scooters o patinetes eléctricos.
Baterías de cigarrillos electrónicos
Las baterías de litio se pueden encontrar en los últimos smartphones, cámaras digitales y todos los dispositivos potentes y ligeros, pero también en los cigarrillos electrónicos. Efectivamente, esto tiene ciertas ventajas ya que consumen el doble de energía pero tienen el mismo peso en comparación con otro tipo de batería. No tienen efecto memoria, no se autodescargan, son completamente recargables del orden de trescientas veces, pero tiene posibilidad de recarga parcial del orden de varios miles. Su voltaje de celda es relativamente alto ya que es de 3.7 voltios y su curva de voltaje es casi plana.
Tecnología de cigarrillos electrónicos
El cigarrillo electrónico o vaporizador está muy de moda desde hace unos años porque es una tecnología innovadora y una muy buena alternativa a los cigarrillos . De hecho, es un dispositivo eléctrico hecho para vapear, por lo que inhalará el vapor obtenido al calentar un líquido que está presente en una botella dentro del dispositivo. Estas botellas se llenan con un líquido llamado e-líquido que a menudo tiene diferentes sabores y se puede volver a llenar. Este líquido es una mezcla de glicerol, acetaldehído, acroleína, formaldehído, varios sabores así como nicotina cuya dosificación puedes ajustar. Es posible comprar e-líquido en IMECIG y muchas otras cosas. De hecho, lo que necesita saber con IMECIG, es que venden muchos productos referentes a cigarrillos electrónicos, pero también hacen muchas promociones y novedades.
El cigarrillo electrónico, la posible alternativa al cigarrillo
El cigarrillo electrónico tuvo un gran éxito porque apareció como la mejor alternativa a los cigarrillos y se presentó como una excelente opción para dejar de fumar.. De hecho, la cantidad de nicotina inhalada por el vapor del cigarrillo electrónico se ajusta de acuerdo con su consumo básico de cigarrillos, se reduce con el tiempo para poder destetarlo gradualmente. Además, es mucho menos tóxico que la cantidad de nicotina que se fuma a través de los cigarrillos tradicionales. Es una excelente alternativa ya que te permite mantener el gesto del cigarro tradicional y seguir echando humo manteniendo un bajo consumo de nicotina en el día a día. Por lo tanto, es seguro que el uso del cigarrillo electrónico le permite consumir mucha menos nicotina.
Las ventajas de una batería de litio
El éxito de las baterías de litio se explica por sus diversos puntos fuertes:
- Este tipo de batería tiene el doble de densidad de energía que las baterías estándar
- Su vida útil no tiene comparación con las baterías de plomo-ácido convencionales, con, por ejemplo, una capacidad mínima de 1.500 ciclos para una batería de fosfato de hierro y litio
- Además son baterías de pequeño tamaño y peso reducido, ideales para usar con electrónica de consumo y vehículos eléctricos.
- Esta tecnología de batería de litio requiere poco mantenimiento
- Las baterías de litio son productos seguros y fiables.
- Tienen un rendimiento muy alto
- Las baterías de litio LifePO4 tienen una buena resistencia climática
Las desventajas de una batería de litio
Sin embargo, las baterías de litio no están exentas de defectos que constituyan obstáculos para su producción:
- En primer lugar, es una tecnología más costosa de usar que la de las baterías de plomo-ácido. Aunque los precios han bajado en los últimos años, una batería de litio es 2,5 veces más cara de diseñar que una batería de plomo.
- Debido a las propiedades químicas especiales del litio, también son baterías difíciles de almacenar por razones de seguridad
- No se adaptan bien a las temperaturas extremas, de ahí su prohibición a bordo de aviones de diversas aerolíneas del mundo
- La fabricación de baterías de iones de litio también es un problema ambiental. La extracción de litio y cobalto necesaria para su diseño genera una importante contaminación
Reciclaje de litio
Para evitar que los metales pesados utilizados en la composición de estos accesorios se propaguen por la naturaleza, la recogida y el reciclaje de las baterías de litio es fundamental. Existe una clasificación selectiva para que las pilas y baterías no se mezclen con los residuos domésticos. Se utilizan técnicas de reciclaje avanzadas para reciclar los diversos elementos químicos contenidos en las baterías de
litio, que pueden contaminar el suelo o el agua contenida en las baterías de litio.
Actualmente, el método hidrometalúrgico permite una tasa de reciclaje del 98% de los metales contaminantes presentes en las baterías de litio.
Batería de litio: preguntas/respuestas
¿Cuánto dura una batería de litio?
La vida útil de las baterías de litio varía según su calidad de fabricación. Las baterías de los teléfonos inteligentes duran 2 años en promedio. Algunas baterías de iones de litio pueden funcionar durante 4000 ciclos. Finalmente, los modelos más avanzados, como las baterías que utiliza la NASA, tienen una vida útil de hasta 20 años.
¿Qué lugar ocupa el litio en el mercado?
El sector de las baterías todavía está dominado por modelos de plomo-ácido. Se estima que el 90% de las baterías diseñadas en el mundo están hechas de plomo. La industria automotriz favorece esta tecnología por su menor costo en comparación con las baterías de litio. No obstante, el auge de los vehículos eléctricos tiende a reducir paulatinamente esta brecha.
¿Cuáles son las medidas de seguridad para una batería de iones de litio?
La celda de la batería de litio es frágil y contiene productos inflamables como disolventes orgánicos, por lo que es importante respetar ciertas medidas de seguridad. Sobre todo, no sumerja este tipo de batería en agua, ni la utilice cerca de un fuego o un radiador.
