Tipos de sistemas de baterías de litio

Las baterías de iones de litio son las más utilizadas en la mayoría de áreas de nuestra vida diaria. Casi todos nuestros dispositivos, como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles o incluso juguetes para niños, no pueden funcionar sin el uso de estas baterías. Estas baterías de iones de litio se han vuelto tan importantes en el área de la electromovilidad porque son la batería elegida por la mayoría de los vehículos eléctricos en la actualidad. La batería tiene una alta energía específica que le da una ventaja sobre varios otros tipos de baterías.

Hay varios tipos de baterías de iones de litio y la principal diferencia entre todas ellas está en los materiales utilizados en el cátodo. Estos diferentes tipos de baterías de iones de litio también brindan a los usuarios diferentes funciones con compensaciones entre diferentes potencias específicas, durabilidad, energía específica, costo, seguridad y rendimiento.

Los diferentes tipos de sistemas de baterías de litio.

Dado que estamos tan acostumbrados a las baterías de iones de litio en la mayoría de las áreas de nuestra vida diaria, hay muchas opciones para elegir. A veces, estas opciones no están disponibles para los usuarios finales porque han sido creadas por los fabricantes. Por lo tanto, el usuario final solo puede comprar el tipo de batería especificado por el fabricante de su equipo o dispositivo.

La mayoría de los dispositivos, como los teléfonos inteligentes y las computadoras portátiles, pueden requerir una tecnología diferente en su batería de litio a la de los automóviles eléctricos o aviones. Es por eso que la mayoría de las baterías tienen diferentes tecnologías que ayudan a mejorar sus características para adaptarse al equipo para el que se utilizan.

· Óxido de litio y cobalto

Tiene una alta energía específica en comparación con las otras baterías, lo que la convierte en la opción ideal para computadoras portátiles y teléfonos móviles. También tiene un bajo costo de mantenimiento y un nivel de rendimiento moderado. Pero entonces, es extremadamente desfavorable en varias otras aplicaciones y áreas en comparación con las otras baterías de iones de litio. Este tipo de batería de iones de litio tiene una potencia específica baja, el nivel de seguridad es bastante bajo y la vida útil es corta.

· Óxido de litio y manganeso

Este, por otro lado, tiene una potencia específica moderada, el nivel de energía específico es moderado y un nivel de seguridad moderado en comparación con los otros sistemas de baterías de iones de litio. También hay una ventaja adicional de bajo costo de mantenimiento. Sin embargo, los aspectos negativos son un rendimiento reducido y una vida útil corta. Normalmente se utiliza principalmente en dispositivos médicos y herramientas eléctricas.

· Óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto

Este tipo de batería tiene dos ventajas importantes sobre las otras baterías de litio. El primero es que tiene una alta energía específica, y esto lo hace más deseable para su uso en hélices eléctricas, vehículos eléctricos y bicicletas eléctricas. Luego también está la ventaja de que tiene un bajo costo. En el área de potencia específica, es de rendimiento moderado. En cuanto a seguridad, durabilidad y rendimiento general, en comparación con las otras baterías de iones de litio, puede obtener un rendimiento moderado. También se puede optimizar para una alta potencia específica o una alta energía específica.

· Fosfato de litio y hierro

Esto tiene una gran desventaja en comparación con los otros tipos de baterías de iones de litio. Esa es la energía específica baja de la batería y, aparte de eso, la batería tiene una calificación de media a alta en todas las demás funciones y características. Tiene una alta potencia específica, proporciona un alto nivel de seguridad (o seguridad de la batería), también tiene una larga vida útil y es bastante económico. Sin embargo, el rendimiento de este tipo de batería es moderado. Es ampliamente utilizado en motocicletas eléctricas y varias otras aplicaciones que requieren una batería de larga duración, así como un alto nivel de seguridad.

Otros sistemas de baterías de iones de litio incluyen; el óxido de litio, níquel, cobalto, aluminio y titanato de litio

Uso de sistemas de baterías de litio

1.Fuentes de alimentación portátiles

Las baterías recargables de iones de litio proporcionan energía portátil a los dispositivos electrónicos. Se sabe que las baterías de iones de litio son livianas y se pueden formar en unidades más pequeñas en comparación con los otros tipos de baterías, lo que hace que las baterías de iones de litio sean fáciles de transportar para usar en los dispositivos para los que están diseñadas.

2.Fuente de alimentación ininterrumpida (UPS)

Las baterías de iones de litio proporcionan energía de respaldo y de emergencia en caso de un corte de energía o una fluctuación de energía. La mayoría de los equipos de oficina y las computadoras, así como los servidores, deben funcionar continuamente para evitar el problema de la pérdida de datos, por lo que es necesario un suministro de energía ininterrumpido. Y las baterías de iones de litio se utilizan en el UPS en estas instalaciones. El sector médico o de la salud también necesita energía constante, así como energía de emergencia para suministrar o proporcionar a los numerosos equipos médicos que salvan vidas la energía necesaria para seguir funcionando.

3.Vehículos eléctricos

La industria automotriz también necesita baterías de iones de litio para alimentar los nuevos y demandados automóviles eléctricos que se fabrican. Además, hay un vehículo eléctrico híbrido o enchufable que necesita energía eléctrica para funcionar junto con PMS, estos vehículos también necesitan baterías de iones de litio para funcionar. Debido a que las baterías de iones de litio pueden almacenar una gran cantidad de energía y pueden recargarse muchas veces, estas baterías ofrecen la mayor capacidad para usarse en este tipo de aplicación.

4.Vehículos marinos

Las baterías de iones de litio también han surgido como la mejor alternativa al plomo-ácido y la gasolina en el área de propulsión de remolcadores o botes de trabajo, así como en lanchas de recreo, lanchas rápidas o yates. Las baterías de iones de litio que proporcionan no solo son eficientes, sino que también son limpias y silenciosas. También puede proporcionar suficiente energía para operar el aparato dentro del yate o barco.

5.Movilidad personal

Las baterías de iones de litio también se utilizan para alimentar sillas de ruedas, bicicletas o scooters y otras ayudas de movilidad para personas con problemas de movilidad. A diferencia de las fuentes de energía de las baterías, como el cadmio y el plomo, las baterías de litio no contienen ningún producto químico que pueda causar daños potenciales a la salud de cualquier persona.

Operación de sistemas de baterías de litio

En las baterías de iones de litio, los iones de litio migran desde el electrodo negativo al electrodo positivo del electrolito, cuando la batería se está descargando y se mueve en la dirección inversa cuando se está cargando la batería. Las baterías de iones de litio suelen utilizar grafito en su electrodo negativo y un compuesto de litio intercalado como material en su electrodo positivo.

Tasa de autodescarga: 0.35% a 2.5% por mes

Voltaje nominal de la celda: 3.6 / 3.7 / 3.8 / 3.85 V, LiF.

Eficiencia de carga / descarga: 80–90%

Densidad de energía: 250–693 W · h / L (0.90–2.43 MJ / L)