baterias de litio

Baterías de litio.



Juan Pedro Sans.








Profesor: Norberto Rosendo.




Introducción:
La necesidad de modalidades de transporte más eficientes y sostenibles está
Impulsando la demanda de coches eléctricos.
En este contexto se hace necesaria la producción de baterías
Ligeras, eficientes, de rápida carga y larga vida. La tecnología de ion-litio es hoy por hoy la opciónmás apoyada por los fabricantes.
La batería de iones de litio, también denominada batería Li-Ion, es un dispositivo diseñado para almacenamiento de energía eléctrica que emplea como electrolito, una sal de litio que procura los iones necesarios para la reacción electroquímica reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo. Los primeros trabajos para crear una batería de litio sedesarrollaron en el año1912 por G.N. Lewis, pero no fue hasta los años 70 cuando la primera batería de litio apareció comercialmente. El litio (LI) es el metal más ligero que existe, ya que al tener únicamente tres protones, su peso atómico es muy bajo, permitiendo un gran potencial químico para crear baterías de gran capacidad con poco peso. Los primeros intentos de crear una batería de Litio metálicofallaron debido a problemas de seguridad por la inherente inestabilidad química del Litio, especialmente durante su carga. Los investigadores decidieron utilizar una forma química del Litio que no fuera metálico usando ciertos Iones de Litio. Aunque ligeramente inferiores en capacidad de almacenar energía, estos Iones de Litio son seguros si se tratan con unas mínimas precauciones cuando se cargany descargan. Pero las baterías de Ion-Litio también tienen defectos. Su estructura es frágil y requieren de un circuito de seguridad. El circuito que se integra en cada Pack de células limita el voltaje máximo que puede alcanzar cada célula durante la carga, y también limita el voltaje mínimo de cada célula durante la descarga. También la temperatura se comprueba para limitar su máximo.
Ventajas:Acumulan mucha mayor carga por unidad de peso y volumen.
A igualdad de carga almacenada, son menos pesadas y ocupan menos volumen.
Se presentan en placas rectangulares, con menos de 5 mm de espesor. Esto las hace especialmente interesantes para integrarlas en dispositivos portátiles que deben tener poco espesor.
Larga vida en las baterías profesionales para vehículos eléctricos, hasta 3 vecesmás que una batería de plomo.



Lamina reactiva:
Este tipo de baterías utiliza una configuración compuesta por un ánodo de litio metálico, un copolimero compuesto por polietileno, oxido de vanadio y una sal de litio (LiTFSI). Para ver porque esta configuración electroquímica aporta tan buenos resultados a las baterías vamos a concretar más su funcionamiento.
La batería se forma de celdas, cadacelda debe tener un ánodo un cátodo y un electrolito. El ánodo es una ultra delgada lámina de litio metálico que hace la función de fuente de iones de litio (descarga) o como colector (carga).El cátodo es un material compuesto con capas intercaladas de óxido de vanadio, negro de carbono, sal de litio y polímeros todos ellos laminados sobre una hoja de aluminio que sirve de colector. El aspectoque hace únicas a las baterías de litio polímero es el electrólito sólido y seco, confeccionado a partir de una membrana que sirve de separador entre las láminas de ánodo y cátodo. Es un sólido de textura gomosa, que puede estar constituido de diversos compuestos según fabricante pero la tendencia más actual construirla mediante una matriz polimérica con sales de litio rellenando los intersticios.El comportamiento elástico del polímero permite que la superficie de contacto con los electrodos sea la adecuada. Además permite el doblado de las láminas para darles la forma deseada a las baterías. Para evitar el degradamiento de la batería se incluyen algunas capas intermedias. Como por ejemplo un film de pocas micras de espesor entre el litio y el electrolito que evita la oxidación del...