¿Qué tiene una batería de iones de litio?

¿Qué dispositivos utilizan baterías de iones de litio?

Las baterías de iones de litio se utilizan para casi todos los dispositivos electrónicos y vehículos electrónicos. A pesar de ser más caras que las baterías alcalinas convencionales, las baterías de iones de litio tienen una vida útil mucho más larga.

Dispositivos de marcapasos

Todos los dispositivos médicos implantables, incluidos los marcapasos, utilizan baterías de iones de litio diseñadas específicamente para ellos. Se llaman baterías de yoduro de litio. Este tipo de baterías Li-ion están diseñadas para durar hasta 15 años o incluso más según el tipo de trabajo que vayan a realizar.

Cámaras digitales y dispositivos de audio

En la actualidad, no existe una cámara digital en el mercado que no tenga una batería de iones de litio. Puede ser extraíble o incrustado. El uso de baterías de iones de litio en cámaras digitales ha aumentado drásticamente la cantidad de fotos que se pueden tomar entre cada carga. Lo mismo ocurre con los dispositivos y grabadoras de audio, hoy en día los ingenieros de sonido pueden grabar y mejorar el sonido en videoconferencias y conciertos utilizando dispositivos de audio portátiles que pueden durar hasta 10 horas de uso continuo.

Smartphones y PDA

Se utiliza una versión pequeña de las baterías de iones de litio en todos los asistentes digitales personales (PDA) y teléfonos inteligentes. Ahora hay teléfonos inteligentes que pueden durar hasta dos días de tiempo en pantalla. Eso es gracias al enorme desarrollo de la tecnología de iones de litio durante la última década.

Relojes convencionales e inteligentes

Dado que las baterías de iones de litio brindan a sus usuarios una larga vida útil. Muchos fabricantes de relojes los utilizan ahora en sus relojes. En lugar de baterías convencionales, comienzan a usar baterías de iones de litio de 3 voltios. Además, todos los relojes inteligentes tienen baterías de iones de litio en su interior. Con capacidades que pueden proporcionar hasta 45 días de funcionamiento en algunos casos.

Por supuesto, hay un número cada vez mayor de dispositivos que utilizan baterías de iones de litio. Dispositivos como termómetros, punteros láser, audífonos e incluso calculadoras. Algunos expertos afirmaron que para el año 2022 casi todos los dispositivos electrónicos usarían iones de litio como baterías.

¿Qué incluye una batería de iones de litio?

Las baterías de iones de litio están hechas de lo que se llaman células. Cada celda de esos se compone de tres componentes; un electrodo positivo, un electrodo negativo y un componente químico llamado electrolito entre los positivos y negativos.

El electrodo positivo de la celda está diseñado con óxido de litio y cobalto. El electrodo negativo está diseñado con grafito. Los electrolitos son óxidos y sulfuros. El electrolito debe tener una vida útil prolongada y ofrecer una alta movilidad para los iones de litio. El electrolito puede ser líquido, polímero y de estado sólido.

¿Cómo funciona la batería de iones de litio?

Las baterías de iones de litio tienen el mismo mecanismo de funcionamiento. Cuando la batería se está cargando, el óxido de litio-cobalto "el electrodo positivo", da algunos de sus iones de litio, estos iones se mueven a través del electrolito hasta el electrodo negativo "el grafito" y allí desaparecen. La batería durante este proceso almacena energía. Después del proceso de carga y durante la descarga; los iones de litio regresan a través del electrolito desde el electrodo negativo al positivo una vez más, lo que a su vez produce energía que enciende el dispositivo al que está conectada la batería.

A diferencia de las baterías convencionales, las baterías de iones de litio tienen controladores electrónicos integrados. Estos controladores regulan cómo se cargan y descargan las baterías. Estos controladores evitan la sobrecarga y el sobrecalentamiento que pueden hacer que las baterías de iones de litio exploten en algunos casos.

Durante el proceso de carga y descarga en las baterías de iones de litio, los electrones fluyen en la dirección opuesta al movimiento de los iones alrededor del circuito exterior. Es importante tener en cuenta que los electrones no fluyen a través del electrolito en sí. El electrolito es efectivamente una barrera aislante y no afecta el movimiento de los electrones.

El movimiento de iones a través del electrolito y los electrones que se mueven alrededor del circuito externo en la dirección opuesta son dos procesos interconectados. Si alguno de estos movimientos se detiene, el otro también se detiene. Cuando la batería está completamente descargada y los iones dejan de moverse a través del electrolito, los electrones dejan de moverse al mismo tiempo a través del circuito exterior. Es por eso que pierde energía en su dispositivo.

La descarga ocurre a gran velocidad cuando el dispositivo alimentado por la batería de iones de litio está encendido; sin embargo, la descarga también ocurre incluso cuando el dispositivo está apagado. Esa es una desventaja de las baterías de iones de litio.

Para resumir cómo funciona el ion de litio, es el siguiente:

· Durante la carga, los iones de litio fluyen desde el electrodo positivo al electrodo negativo por todo el electrolito.

· Los electrones también fluyen desde el electrodo positivo al electrodo negativo alrededor del circuito exterior.

· Los electrones y los iones se combinan en el electrodo negativo y depositan litio allí.

· Cuando ya no hay más iones para fluir, la batería está completamente cargada y lista para ser utilizada.

· Durante el proceso de descarga, los iones regresan a través del electrolito. Fluyendo de regreso del electrodo negativo al electrodo positivo. Los electrones fluyen del electrodo negativo al positivo pero a lo largo del circuito exterior. Este proceso es lo que proporciona energía a su dispositivo.

Cuando todos los iones dentro de la batería se mueven hacia atrás, la batería está completamente descargada y necesita recargarse una vez más.