22 años de personalización de baterías
Sep 18, 2019 Pageview：508
Las baterías de níquel-cadmio y litio son los dos principales actores de la industria química de las baterías. Hoy, marcaron la diferencia en el rendimiento y el suministro de energía renovable.
Sin embargo, cuando se trata de realizar una compra, es posible que no deje de preguntarse cuál es el mejor. Por mucho que ambas sean grandes tecnologías, existen preferencias, y eso es lo que más importa. En esta guía vamos a discutir y comparar estos tipos de baterías. Pero antes de eso, lo primero es lo primero:
¿Qué son las baterías de níquel-cadmio?
Si tiene una computadora, un taladro, una videocámara o cualquier otro dispositivo electrónico pequeño que use baterías, abra el bolsillo de la batería y vea qué tipo de batería usa. Probablemente encontrará una batería de níquel-cadmio adentro. Se utilizan en dispositivos que requieren incluso energía para funcionar.
El níquel-cadmio se abrevia como NiCd o NiCad y utiliza un electrodo hecho de óxido de hidróxido y cadmio metálico. También tienen un electrolito alcalino hecho de hidróxido de potasio.
La batería NiCad fue inventada en 1899 por Waldemar Junger. Fue patentado en el mismo año, y desde entonces, las baterías han ido cambiando el mundo de las energías renovables. La mejor parte es que son recargables.
¿Qué son las baterías de litio?
Las baterías de litio se consideran el futuro de la industria de las baterías. Se distinguen de otras químicas porque tienen la mayor densidad de energía y ofrecen un bajo costo por ciclo.
Las baterías de litio son un término general que se utiliza para referirse a varias otras químicas diferentes. Hay alrededor de seis tipos principales de baterías de litio, cada una con sus ventajas y desventajas únicas.
El tipo más predominante es el fosfato de iones de litio que se utiliza en aplicaciones de energía renovable. Debido a su seguridad, gran estabilidad térmica, altas clasificaciones de corriente, larga vida útil y tolerancia al abuso, las baterías han sido calificadas como las mejores.
Aun así, las baterías de litio son más ventajosas que otras tecnologías de baterías.
En resumen, esta es una familia de baterías recargables. Utilizan iones de litio que se mueven del electrodo negativo al electrodo positivo durante la descarga. Al cargar, ocurre lo contrario. Una de las principales ventajas es su capacidad para durar más. Son más caras, pero definitivamente devolverán el valor de su dinero.
Composición de la batería de litio y níquel-cadmio
La tecnología del litio ha evolucionado drásticamente en los últimos 20 años. Esto se debe principalmente a la creciente demanda de mayor densidad de energía, energía por volumen, aumento del ciclo de vida y confiabilidad. Como tal, más de los dispositivos que funcionan con baterías en todo el mundo ahora tienen baterías de litio.
· Baterías de litio-metal. Se trata de pilas primarias y, en su mayoría, no recargables. Están compuestos de litio metálico. Llevan una alta densidad de carga y proporcionan un mejor rendimiento en comparación con otras baterías no recargables. Los más comunes
Las baterías de litio más utilizadas tienen el ánodo de litio metálico y el cátodo de dióxido de manganeso. También contienen una sal de litio en un disolvente orgánico.
· baterías de iones de litio. Se conocen como baterías secundarias y son recargables. Contienen iones de litio que se mueven desde el electrodo negativo al positivo y el tornillo de banco Versa durante la descarga y la carga, respectivamente. El ánodo generalmente está hecho de carbono, mientras que el cátodo está hecho de un óxido metálico (puede ser níquel, manganeso o cobalto.
El electrolito suele estar compuesto por una mezcla de disolventes orgánicos (como carbonato de etileno, carbonato de dimetilo o carbonato de dietilo).
· baterías de polímero de litio. Este es el avance más reciente en baterías de litio. Abreviar como LiPo, LiP o LiPol; forman parte de un electrolito plastificado o gelificado en un aditivo polimérico. Ésta es la única diferencia entre los Li-Ions. Pero tienen el mismo montaje.
Baterías de níquel-cadmio
Hay cuatro elementos principales en las baterías de cadmio:
· El ánodo. Este se compone de una red con baño de cadmio.
· Cátodo. Esta es una malla con niquelado.
· Separador. Esta es la parte que asegura que no haya contacto entre el cátodo y el ánodo.
· Electrolito. Llevan iones del ánodo al cátodo durante la descarga y del cátodo al ánodo durante la carga. Podría ser hidróxido de potasio o hidróxido de sodio.
El material activo positivo está compuesto de hidróxido de níquel cuando la batería está descargada. El negativo, en este estado, es el hidróxido de cadmio. Se convierten en óxido de níquel OH y cadmio durante la carga, produciendo algo de agua al mismo tiempo.
¿Las baterías de litio duran más que las de níquel-cadmio?
La respuesta más simple es sí. Una de las principales ventajas de las baterías de litio, especialmente LiPo en comparación con las baterías de cadmio, es que duran mucho más. Ha habido mejoras importantes para garantizar esto.
Aparte de esto, las baterías de iones de litio, por ejemplo, son baterías de bajo mantenimiento. Se pueden recargar sin crear un efecto memoria.
Esto nos lleva al mayor revés de las baterías de NiCad. Sufren lo que se conoce como 'efecto memoria'. Si se recargan y descargan al mismo estado varias veces, las baterías recuerdan ese punto como su ciclo de carga. Asume que la carga comienza y termina allí, lo que puede hacer que el voltaje caiga repentinamente como si se hubiera descargado.
Un efecto similar ocurre durante la depresión de voltaje (efecto de batería perezosa), como resultado de la sobrecarga. En términos simples, las baterías de NiCad son difíciles de mantener y no tienen tanta capacidad, y los ciclos de vida son las baterías de iones de litio.
Análisis químico de baterías de níquel-cadmio y litio
El sistema de batería NiCad contiene el mismo cátodo que el de iones de níquel. Sin embargo, el ánodo está hecho de cadmio. Tienen un voltaje de celda máximo de 1.3V durante la carga y 1.2 V de celda en promedio. Las siguientes ecuaciones resumen la carga y descarga.
Durante la carga,
En el cátodo:
2NiOOH + 2H2O + 2e− ⇒ 2NiOH2 + 2OH − E ° = 0.49V
En el ánodo:
Cd + 2OH− ⇒ 2CdOH2 + 2e − E ° = .− 0.81V
La reacción general:
2NiOOH + Cd + 2H2O ⇔ 2NiOH2 + CdOH2E ° = 1.3V
Baterías de litio
Durante la descarga, los electrones y los iones Li + se unen al ánodo. Esto da como resultado la ruptura de los enlaces carbono-litio. Estos iones positivos pasan a través del electrolito y el separador para unirse con los iones de óxido de cobalto que tienen carga negativa. El resultado es un óxido de litio y cobalto. Su batería se agota cuando todos los electrones descompuestos y el litio viajan al cátodo.
Pensamiento final
Ambas químicas de la batería son geniales. Sin embargo, es importante tener en cuenta sus necesidades al hacer su elección. Piense en su seguridad, así como en el rendimiento de sus dispositivos.
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