Batería de litio portátil

Mire los diferentes dispositivos portátiles cerca de usted. Lo más probable es que funcionen con baterías de litio portátiles. Ya sea su teléfono inteligente o su tableta, todos estos dispositivos utilizan baterías de litio. Por lo tanto, es seguro decir que estas baterías se han convertido en un nombre familiar en todo el mundo.

Teniendo en cuenta su alta densidad, las baterías de litio se han fabricado con éxito en tamaños compactos. Además, dado que se pueden recargar, también son bastante duraderas, especialmente en comparación con otros tipos tradicionales de baterías. Si bien las baterías de plomo-ácido aún pueden liderar industrias específicas, las baterías portátiles de iones de litio han logrado ganar un lugar significativo en todos los hogares.

Tipos y especificaciones de baterías de litio portátiles

Es esencial tener en cuenta que hay varios otros tipos de baterías de iones de litio disponibles. Sin embargo, los cinco que se mencionan a continuación son los que se han establecido y probado comercialmente. Hay otras opciones que se están investigando actualmente. Cada tipo de batería se diferencia entre sí según la densidad de energía, la seguridad, la tasa de descarga, la confiabilidad y la densidad de potencia.

Las cinco baterías establecidas comercialmente incluyen las siguientes:

1.Batería de óxido de litio y cobalto

Las baterías de óxido de litio-cobalto se encuentran en dispositivos electrónicos portátiles como cámaras, teléfonos celulares y computadoras portátiles. Su tasa de descarga es bastante baja, por lo que son ideales para una mayor duración de la batería. Además, entre todos los demás tipos de baterías de litio, las baterías de óxido de litio y cobalto presentan la densidad de energía más alta. Va desde 110 a 190 Wh / kg. Dado que la batería incluye cobalto, que es difícil de encontrar y costoso, estas baterías portátiles tienden a ser más caras que otras opciones.

2.batería de titanato de litio

Una de las características distintivas clave de las baterías de titanato de litio es que pueden funcionar de manera eficiente a una temperatura muy baja. La temperatura puede bajar hasta los -40 grados Celsius y las baterías seguirían funcionando. Aparte de esto, estas baterías tienden a presentar una alta tasa de carga y descarga. Tienen una densidad de energía comparativamente más baja que otras opciones. Va desde 30-110 Wh / kg. El voltaje inherente que tiene también es bajo. Mientras que el voltaje estándar de las baterías es de 3,7 V, esta batería tiene un voltaje de 2,4 V.

3.Batería de fosfato de litio-hierro

Si bien algunas de las baterías de litio tienden a sobrecalentarse, la batería de fosfato de hierro y litio es un tipo que no presenta este riesgo. A menudo se utilizan para alimentar equipos y herramientas médicos. Tienen una vida considerablemente más larga que otras baterías y una densidad de energía promedio de 95-149 Wh / kg.

4.Batería de óxido de cobalto, manganeso y litio-níquel

Una batería de óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto no se calienta rápidamente y, por lo tanto, es una opción segura. Se utiliza para alimentar bicicletas eléctricas, herramientas y trenes de potencia eléctrica. Su densidad de energía también es baja, con un rango de 95-130 Wh / kg. Nuevamente, dado que tiene cobalto, que es caro, estas baterías tampoco son baratas.

5.Batería de óxido de litio y manganeso

Cuando se trata de ofrecer una batería de litio portátil segura y asequible, el tipo que me viene a la mente son las baterías de óxido de litio-manganeso. Estas baterías son bastante flexibles y se pueden utilizar tanto para vehículos híbridos como para teléfonos móviles. Tienen una alta tasa de descarga y una baja densidad de energía de 110-120 Wh / kg.

Cómo hacer una batería de litio portátil

Hay tres materiales principales que se utilizan en la fabricación de una batería de litio. Esto incluye un cátodo, un ánodo y un electrolito. El electrolito sirve como aislante de los electrones. Cuando el cátodo y el ánodo están en un estado cargado, el primero presenta una alta concentración de litio mientras que el segundo está agotado. Durante la descarga, el litio sale del ánodo concentrado, migra a través del electrolito y se adhiere al cátodo. Aquí, se recogen sus electrones, que luego se utilizan para alimentar el dispositivo.

Para hacer una batería de litio, necesita hacer una celda que contenga los tres materiales. Cuando el voltaje pasa a través del electrolito, la reacción ocurrirá automáticamente, alimentando así el dispositivo en cuestión.

Si bien este proceso puede parecer completamente a prueba y puede sugerir el ciclo continuo, hay una debilidad en todo. Siempre que los iones migran del ánodo al cátodo, se produce una reacción con los electrodos, por lo que el ión permanece incrustado en el material dado. Esto agota el suministro de iones libres, que son el motor de todo este proceso. Esta es la razón por la que una batería se sigue agotando y finalmente falla. Además, la sobrecarga puede hacer que los iones se desintegren, lo que paraliza aún más el proceso. Por eso, a la hora de fabricar una batería de litio, es fundamental evitar la sobrecarga.

La relación entre la portabilidad de la batería y el rendimiento.

Las baterías de iones de litio son una de las baterías más ligeras y portátiles de todas. Sin embargo, al mismo tiempo, presentan una densidad de energía muy alta. Para comprender la relación entre rendimiento y portabilidad, es fundamental, en primer lugar, destacar esa métrica de rendimiento. Son varios los factores que puede englobar la palabra, y la relación con la movilidad variará según la definición que se utilice.

Si el rendimiento de la batería se mide en función de la densidad de energía y la tasa de descarga, es seguro decir que, si consideramos esta definición de rendimiento, la portabilidad y el rendimiento están directamente relacionados entre sí.

Sin embargo, no se debe olvidar que se deben considerar varios otros factores cuando se trata de rendimiento. Esto incluye la durabilidad de las baterías. Como se mencionó anteriormente, las baterías de litio tienden a sufrir una reacción durante el funcionamiento que agota su funcionalidad. Además, solo se pueden recargar tantas veces antes de fallar. Si el rendimiento se mide en términos de durabilidad, entonces la relación es inversa.

Conclusión

Cada tipo de batería del mundo tendrá sus inconvenientes. Si bien las baterías de litio no son una excepción a esta regla, el hecho de que haya varios tipos, densidades y tasas de descarga para elegir, brinda a los fabricantes la oportunidad de crear baterías personalizadas que se adapten a las necesidades de los dispositivos. Esto ha hecho que las baterías de litio sean bastante populares en la actualidad. La investigación continua sobre su funcionalidad seguramente los mejorará aún más. Por ahora, las baterías de iones de litio son su mejor opción para obtener alta calidad y rendimiento.