Batería de Ion de Litio

Batería de ion de litio Concepto: La batería de iones de litio, también denominada batería Li-Ion, es un dispositivo diseñado para almacenamiento de energía eléctrica.

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.

Para los usuarios de teléfonos inteligentes, ordenadores portátiles, tabletas y gadgets en general, el rendimiento y duración de la batería es algo sumamente importante e incluso una gran preocupación. La mayoría de los dispositivos modernos vienen dotados de baterías de iones de litio, también conocidas como baterías Li-Ion, ya que éstas ofrecen una mayor capacidad de almacenamiento de energía en unidades de menor peso y tamaño que las antiguas baterías de níquel.

Historia

M.S. Whittingham propuso por primera vez las baterías de litio, actualmente en la Universidad de Binghamton Whittingham utilizó sulfuro de titanio (II) y metal de litio como electrodos. En 1985, Akira Yoshino ensambló un prototipo de batería usando material carbonoso en el que se podían insertar los iones de litio como un electrodo y óxido de litio cobalto (LiCoO2), que es estable en el aire, como el otro. Al emplear materiales sin litio metálico, se incrementó espectacularmente la seguridad sobre las baterías que utilizaban el litio metal. El uso de óxido de litio cobalto posibilitó que se pudiera alcanzar fácilmente la producción a escala industrial. Este fue el nacimiento de la actual batería Li-ion.

Recomendaciones para extender la vida útil de las baterías

Las baterías de Li-Ion tienen una vida útil que puede variar entre los 3 y 5 años. Todo dependerá de la forma en que sean cargadas, pues solo resisten entre 300 y 1.000 cargas, y también de las condiciones de uso a las que sean sometidas, ya que su rendimiento se ve afectado por temperaturas muy altas o muy bajas.

A continuación estos consejos le permitirán alargar la vida útil de las baterías:

• Carga la batería cada vez que puedas: Al contrario de lo que muchos piensan, dejar descargar las baterías de Li-Ion por completo, es decir al 0%, tiene un efecto negativo sobre éstas. Recargar por completo hace necesario el uso de un mayor número de ciclos de carga. Lo recomendable sería dejarlas descargar hasta un 40% o 50% de su capacidad y recargarlas nuevamente.
• No cargues las baterías al máximo de su capacidad: Por increíble que parezca, no es recomendable cargar las baterías de nuestros dispositivos hasta un 100% de su capacidad, de hecho lo recomendable es cargarlas hasta un 80% o 90% de su capacidad total. En caso de no poder evitar cargarlas hasta el 100%, lo ideal es desconectarlas del cargador cuando se alcance este límite. Al permanecer conectadas más de lo necesario se producen en la batería unos "mini-ciclos" de carga que terminan disminuyendo su vida útil.
• Descarga la batería por completo una vez al mes: Si bien es una contradicción del primer punto, existe una razón para esto. Las baterías de iones de litio también son conocidas por ser inteligentes, esta "inteligencia" es la que permite que los dispositivos nos avisen sobre el tiempo de carga aproximado que le queda a la batería. Como consecuencia de varios procesos de carga y descarga, estos valores dejan de ser exactos, para recalibrar la batería los fabricantes recomiendan realizar una descarga completa.
• Usa el cargador correcto para tu tipo de batería: Cargar las baterías haciendo uso de cualquier cargador no solo contribuye a reducir su vida útil, sino que además puede ser peligroso. Una batería que se conecta a un cargador inadecuado puede sobrecalentarse e incluso incendiarse. Procura usar siempre el cargador suministrado con la propia batería o dispositivo que la utiliza.
• No te preocupes por la primera carga: Muchas veces al comprar un dispositivo nuevo algunos vendedores recomiendan cargar por completo la batería antes de darle su primer uso, algo que, para nada, es necesario. El funcionamiento de una batería Li-Ion en la primera carga es igual a cualquiera de las siguientes.
• Almacena las baterías en un lugar fresco: En caso de que necesites almacenar una batería por mucho tiempo, lo más recomendable es dejarla cargada hasta un 40% de su capacidad total y depositarla a una temperatura cercana a los 15 °C. El calor puede dañar por completo la batería si se deja guardada por mucho tiempo. Una batería de iones de litio almacenada de manera correcta puede retener hasta un 80% de su carga y funcionar perfectamente incluso después de haber estado en desuso por 6 meses.

Ventajas

Esta tecnología se ha situado como la más interesante en su clase para usarlas en ordenadores portátiles, teléfonos móviles y otros aparatos eléctricos y electrónicos. Los teléfonos móviles, las agendas electrónicas, e incluso los nuevos reproductores MP3, vienen con baterías basadas en esta tecnología, gracias a sus varias ventajas:

• Una elevada densidad de energía: acumulan mucha mayor carga por unidad de peso y volumen.
• Poco peso: a igualdad de carga almacenada, son menos pesadas y ocupan menos volumen que las de tipo Ni-MH y mucho menos que las de Ni-Cd y plomo.
• Gran capacidad de descarga. Algunas baterías de Li-ion -las llamadas "Lipo" Litio-ion Polímero (ion de litio en polímero) - que hay en el mercado, se pueden descargar totalmente en menos de dos minutos.
• Poco espesor: 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.
• Alto voltaje por célula: cada batería proporciona 3,7 voltios, lo mismo que tres baterías de Ni-MH o Ni-Cd (1,2 V cada una).
• Mínimo efecto memoria.
• Descarga lineal: durante toda la descarga, la tensión varía mucho: si la tensión nominal de una celda de litio es de 3,6V, la tensión máxima se hallará en torno a 4,2V, mientras que la tensión mínima recomendada es 2,5V para evitar la descarga profunda de la batería y la reducción de su vida útil. Esto significa que la variación de la tensión de celda con respecto al estado de carga es constante. Es decir, la pendiente de la recta dV/dC es constante (si se representa gráficamente, la tensión en función de la descarga es una línea recta). Eso facilita el conocer con buena precisión el estado de carga de la batería.
• Larga vida en las baterías profesionales para vehículos eléctricos. Algunos fabricantes muestran datos de más de 3.000 ciclos de carga/descarga para una pérdida de capacidad del 20% a C/3.
• Facilidad para saber la carga que almacenan. Basta con medir, en reposo, el voltaje de la batería. La energía almacenada es una función del voltaje medido.
• Muy baja tasa de autodescarga: cuando guardamos una batería, ésta se descarga progresivamente aunque no la usemos. En el caso de las baterías de Ni-MH, esta "autodescarga" puede suponer más de un 20% mensual. En el caso de Li-ion es de menos un 6% en el mismo periodo. Muchas de ellas, tras seis meses en reposo, pueden retener un 80% de su carga.

Inconvenientes

A pesar de todas sus ventajas, esta tecnología no es el sistema perfecto para el almacenaje de energía, pues tiene varios defectos, como pueden ser:

• Duración media: depende de la cantidad de carga que almacenen, independientemente de su uso.
• Soportan un número limitado de cargas: entre 300 y 1000, menos que una batería de níquel cadmio e igual que las de Ni-MH, por lo que ya empiezan a ser consideradas en la categoría de consumibles.
• Son costosas: su fabricación es más costosa que las de Ni-Cd e igual que las de Ni-MH
• Pueden sobrecalentarse hasta el punto de explotar: están fabricadas con materiales inflamables que las hace propensas a detonaciones o incendios, por lo que es necesario dotarlas de circuitos electrónicos que controlen en todo momento su temperatura.
• Peor capacidad de trabajo en frío: ofrecen un rendimiento inferior a las baterías de Ni-Cd o Ni-MH a bajas temperaturas, reduciendo su duración hasta en un 25%.
• Voltaje muy variable: debido a que la variación de la tensión de celda es muy grande, se hace imprescindible usar un pequeño convertidor CC/CC en función de la aplicación de la que se trate si se quiere tener una tensión de salida constante.

Fuentes

• Tomado de www.xataka.com.mx Consultado el 7 de Octubre de 2015
• Tomado de www.securamente.com Consultado el 7 de Octubre de 2015
• Tomado de www.hardmaniacos.com Consultado el 7 de Octubre de 2015
• Tomado de bateriasdelitio.net Consultado el 7 de Octubre de 2015