Análisis de diagrama de baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio también se conocen como batería de iones de litio y es el tipo de baterías recargables. La primera batería fue fundada por el químico M Stanley Whittingham en el año 1970. Estos tipos de baterías se utilizan comúnmente en dispositivos electrónicos portátiles y vehículos eléctricos. Hoy en día, la batería de iones de litio está ganando popularidad para su uso en aplicaciones militares y aeroespaciales. En este tipo de batería, los iones se mueven del electrodo negativo al positivo en el momento de la descarga.

En una batería de iones de litio, utiliza el compuesto de litio intercalado en comparación con las baterías de litio metálicas. La batería tiene baja autodescarga con una alta densidad de energía. La característica avanzada de la batería es que no afecta la memoria ya que no contiene memoria. El litio es uno de los metales más ligeros de todos y tiene el mayor potencial electroquímico.

Con esta característica, proporciona la mayor energía específica por peso. También puede producir una densidad de energía extraordinariamente alta. Li-ion es la batería universal aceptable para su uso en muchos productos. Después de todas estas características, aún se están realizando nuevas investigaciones para hacerlo más seguro y equipado con las mejores características. El voltaje de celda nominal de la batería es de 3.6 V, que es suficiente para alimentar teléfonos celulares y cámaras digitales.

¿Cómo funciona el circuito de la batería de iones de litio?

Todas las baterías funcionan de acuerdo con sus celdas y electrolitos presentes en ellas. Todos sabemos que las baterías de iones de litio son recargables ya que están hechas de celdas.

Al igual que otras baterías, las baterías de iones de litio se pueden recargar y están compuestas por uno o más de un compartimento de generación de energía que se conoce como celdas. Cada celda presente en la batería tiene tres componentes, el primero es un electrodo positivo que está conectado con el terminal positivo de la batería, el segundo es un electrodo negativo ya que está conectado con el terminal negativo, y otro es un electrolito, un químico que es presente entre ambos electrodos. El electrodo positivo generalmente está hecho del compuesto químico conocido como óxido de cobalto de litio (LiCoO2) pero en la nueva batería, utiliza fosfato de hierro y litio (LiFePO4). El electrodo negativo está hecho de carbono (grafito) pero el electrolito tiene diferentes aspectos y depende de los tipos de batería con otro.

Todos los tipos de baterías de iones de litio funcionan en una amplia gama de diferentes formas. Cuando las baterías se cargan, el óxido de cobalto de litio y el electrodo positivo proporcionan la misma cantidad de iones de litio, se mueve a través del electrolito hacia el electrodo negativo y luego permanece igual. Después, esta batería absorbe y almacena energía durante este proceso.

En el momento de la descarga, los iones retroceden hacia el electrodo positivo y ayuda a producir energía que proporciona energía a la batería. Significa que en ambos casos los electrones se mueven en direcciones opuestas a los iones. Los electrones presentes en él no fluyen a través del electrolito, ya que es una barrera eficaz para los electrones.

Con la discusión anterior, llegó a saber que los iones y los electrones son procesos interconectados. En el caso, la batería se descarga por completo, luego los iones dejan de moverse a través del electrolito y los electrones dejan de moverse a través del circuito externo, por lo que puede perder energía. Del mismo modo, si apaga la batería, los electrones se detienen y el flujo de iones también se detiene.

Las baterías de iones de litio están construidas con controladores electrónicos que ayudan a regular su carga y descarga. También ayuda a prevenir el sobrecalentamiento que puede hacer explotar las baterías.

Pros y contras de un diagrama de batería de iones de litio

Densidad de energia

Las baterías de litio tienen muchas características en un paquete pequeño, ya que hacen que la batería sea ideal. Con esta función, se vuelve perfecto para dispositivos móviles, computadoras portátiles y otros tipos de dispositivos Android. Una batería que tiene una alta densidad de energía funciona durante más tiempo entre cargas, lo que ayuda a consumir más energía. Al proporcionar una mayor densidad de potencia, la batería de iones de litio es muy útil para dispositivos electrónicos.

Peso ligero

La ventaja más preferible de la batería de litio es la mayor ventaja sobre otras baterías recargables. La batería tiene menos peso y volumen y ayuda a almacenar mucha energía durante horas en un solo kilogramo. Ha aumentado la capacidad de la batería de iones de litio. Si hablamos de batería, entonces es el campeón de todas las baterías.

Tasa de autodescarga baja

Las baterías de iones de litio casi pierden el 5% de las baterías, ya que son la elección perfecta para los viajeros. Las baterías pueden contener al menos el 40% del cargador, pero otras baterías reducen la vida útil general de la batería. Con la invención de tecnología avanzada, las baterías de iones de litio pueden empaquetar las funciones después del almacenamiento continuo a temperatura ambiente.

Contras de las baterías de iones de litio

Costoso

Es una de las principales desventajas de la batería, ya que cuesta más que otras baterías. Para que la batería sea segura para su uso, está equipada con un circuito de protección que ayuda a limitar los voltajes. Con la fabricación compleja, agrega costos que lo hacen caro.

Envejecimiento

Una de las principales desventajas de la batería de litio ha sufrido el envejecimiento. Depende del ciclo de carga y descarga por el que pasan las baterías. Incluso cuando no está usando baterías, el tiempo también disminuye. Las baterías tienen de 500 a 1000 ciclos de descarga y carga. Utiliza la batería con mucha frecuencia y automáticamente su antigüedad se ralentiza a un ritmo alto. Luego, en esta condición, debe reemplazar la batería y, a veces, comienza a producir muchos problemas.

Se requiere protección

Al usar baterías de iones de litio, debe protegerse, ya que las celdas y las baterías de iones de litio no son robustas como otros tipos de baterías recargables. Hace que se requiera de protección a la hora de cargar y descargar. Con esto, debes mantener la corriente dentro de los límites. Pero con las baterías modernas, esta característica está incorporada dentro de las baterías, lo que mantiene su límite.

Con estas características de las baterías de iones de litio, el uso de una batería ha ido creciendo a gran velocidad. Se ha convertido en una fuente de alimentación para todos los dispositivos portátiles.