Batería de iones de litio recargable de alta resistencia

Una batería de iones de litio o mejor conocida como batería Li-on es un tipo de batería recargable que se usa más comúnmente en dispositivos electrónicos portátiles y vehículos electrónicos.

En este tipo de baterías, los iones de litio se mueven desde el electrodo negativo durante la descarga y regresan durante la carga. La batería de iones de litio utiliza un compuesto de litio intercalado como un material de electrodo, en comparación con el litio metálico utilizado en una batería de litio no recargable.

Las baterías contienen alta densidad de energía y baja autodescarga. Sin embargo, son altamente inflamables porque contienen un electrolito inflamable y si se dañan o se cargan incorrectamente pueden provocar explosiones e incendios.

Análisis de la batería de iones de litio recargable de alta resistencia 2019

El mercado de baterías de iones de litio se estimó valorado en más de USD 33 mil millones en 2019 y se anticipó que se expandirá un 11% para 2025. Esto se debe principalmente al aumento del poder de compra de los clientes, así como a la disminución continua de vehículos eléctricos, tipo de batería es el más utilizado.

En el fragor del calentamiento global y los países se ven presionados a producir menos carbono, existen regulaciones estrictas que se implementan para limitar las emisiones de carbono en todo el sector del transporte. Este también es otro factor que podría afectar el crecimiento de la industria.

No solo eso, el segmento de aplicaciones industriales se valoró en más de USD 2 mil millones en 2019. Se prevé que esto aumente debido a la creciente preocupación por la seguridad de los trabajadores junto con un ciclo de vida prolongado. Un período de garantía prolongado junto con una vida útil mejorada impulsarán la instalación de estos sistemas. Además, la creciente demanda de movilidad eléctrica en la industria de la cadena de suministro y la logística mejorará el panorama industrial.

Se prevé que el cátodo de una batería de iones de litio supere los 20 millones de dólares en 2025. Algunas de las características que impulsarán la demanda de nuevos productos químicos serán un tiempo de descarga corto, un mantenimiento reducido y una vida útil prolongada.

Cómo elegir una batería de iones de litio de alta resistencia

Hay varios tipos de baterías de iones de litio, que aportan su propio conjunto de ventajas y desventajas. La lista de variedades se puede encontrar a continuación:

1.Óxido de litio y cobalto - LCO

Este es uno de los tipos de baterías más populares que se encuentran comúnmente en teléfonos, móviles, computadoras portátiles y cámaras digitales. La batería consta de un cátodo de óxido de cobalto y un ánodo de carbono de grafito. El cátodo tiene una estructura en capas y durante la descarga, el ión de litio se mueve hacia el cátodo. Al cargar, este flujo se invierte.

El inconveniente de este tipo de batería es su corta vida útil, baja capacidad térmica y capacidad de carga limitada. No solo eso, esta batería está perdiendo el favor de las baterías de Li- Manganeso debido al alto costo de producción que tiene LCO.

2 Litio Manganeso - OVM

La arquitectura de la batería forma una estructura de capa de espinela tridimensional que mejora el flujo de iones en el electrodo, lo que da como resultado una menor resistencia interna y un mejor manejo de la corriente. Otra ventaja de este tipo de batería es la alta estabilidad térmica y la seguridad mejorada.

Sin embargo, este tipo de batería tiene un ciclo de recarga muy limitado. La capacidad de este tipo de batería también es un tercio menor que la de Li-cobalto.

3. Óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto - NMC

Este es uno de los más exitosos en el sistema de iones de litio. Este tipo de baterías se pueden adaptar para que sirvan como celdas de energía o celdas de energía.

Al combinar níquel e iones manganeso, el níquel servirá como una fuente de energía de alta energía específica. Aunque tiene poca estabilidad, el manganeso lo equilibrará. Los tres materiales activos; El níquel, manganeso y cobalto se pueden mezclar fácilmente para adaptarse a una amplia gama de aplicaciones para sistemas de almacenamiento de energía y de automoción.

El NMC se usa generalmente para herramientas eléctricas, como bicicletas eléctricas y otros sistemas de propulsión eléctricos. Esta batería es la única que tiene un rendimiento estable en todos los factores; vida útil, costo, energía específica y seguridad.

4.Fosfato de iones de litio - LFP

Este tipo de baterías son más tolerantes a las condiciones de carga completa y están menos estresadas en comparación con otro tipo de baterías. Sin embargo, su voltaje es normalmente menor. Al igual que todas las baterías, la temperatura fría reduce el rendimiento y el almacenamiento elevado reduce su vida útil.

Este tipo de batería tiene una tasa de descarga más alta que la mayoría de las otras baterías. Esto podría haberse solucionado comprando celdas de mayor calidad o utilizando componentes electrónicos de control mucho más sofisticados, lo que, a su vez, aumentará el costo de producción. La mayoría de los fabricantes querrían evitar eso.

La batería es extremadamente sensible a la humedad y solo entregará 50 ciclos.

Sin embargo, sobresale en seguridad porque este tipo de batería tiende a ser mucho más estable que sus contrapartes. También contiene un alto poder específico.

5. Óxido de aluminio, cobalto, níquel y litio - NCA

Comparte similitud con las baterías NMC debido a su buena potencia específica, alta energía específica y una larga vida útil. Sin embargo, este tipo de batería no es realmente seguro y tiene un alto costo de producción. Incluso aunque en el desarrollo reciente se ha agregado aluminio a su componente para hacerlo mucho más estable.

Cómo mantener la alta resistencia de la batería de iones de litio

La batería de litio funciona con el movimiento de electrodos de iones positivos e iones negativos. En el ciclismo, la temperatura elevada y el envejecimiento disminuyen el rendimiento de las baterías con el tiempo. La mayoría de los fabricantes especificaron que la vida útil de los productos varía entre 300 y 500 ciclos de descarga o carga.

Como usuario, al cargar la batería, es mejor reducir el voltaje de carga. También se debe evitar mantener la batería llena a una temperatura más alta. Los iones de litio sufren estrés cuando se exponen al calor, así como también mantienen la carga de la celda a un voltaje más alto. 30 grados centígrados se considera alta temperatura para la mayoría de las baterías de iones de litio, así como 4,10 V / celda, se considera alto voltaje.

También por esta razón, los usuarios deben evitar el uso de cargadores ultrarrápidos que afirman poder cargar en una hora.