¿Cuánto pesa una batería de iones de litio?

La batería de iones de litio o LIB es en realidad un tipo de batería recargable. Las baterías de litio se utilizan popularmente para vehículos eléctricos y otros dispositivos portátiles o electrónicos.

Se están expandiendo enormemente en importancia para aplicaciones aeroespaciales y militares. La batería fue creada inicialmente por Akira Yoshino, John Goodenough y Rachid Yazimi, en la década de 1980.

Fue desarrollado sobre un concepto propuesto por Stanley M. Whittingham en la década de 1970 y luego fue comercializado por Asahi Kasei y Sony en el año 1991.

La energía específica de las baterías de litio es en realidad de alrededor de 150-220 wh / kg y esto en realidad no incluye las carcasas, el cableado e incluso los terminales.

¿Afecta el peso al rendimiento de la batería de iones de litio?

La densidad de energía específica es de alrededor de 100 a 250? W · h / kg (360 a 900? KJ / kg) mientras que la densidad de energía volumétrica es de 250 a 620 W · h / L? (900 a 2230 J / cm3). Para la densidad de potencia específica, es de aproximadamente 300 a 1500 W / kg.

Solo porque las baterías de litio pueden tener prácticamente diversos materiales de electrodos negativos y positivos, su densidad de energía, así como su voltaje, también varían de acuerdo con ellos. Su voltaje de circuito abierto es mucho más alto que el de las baterías acuosas como:

· Hidruro metálico de níquel

· Níquel-cadmio y;

· Plomo-ácido

Se sabe que la resistencia interna aumenta en función del ciclismo y la edad. El aumento de la resistencia interna conduce a la caída del voltaje en los terminales y esto reduce el alto consumo de corriente.

Además, esta resistencia creciente dejará a la batería de litio en un estado en el que no puede soportar las corrientes de descarga habituales que se solicitan sin una caída de tensión inaceptable o incluso sobrecalentamiento.

Las baterías que contienen fosfato de hierro y litio y electrodos negativos de grafito en realidad tienen un voltaje de circuito abierto de aproximadamente 3,2 V, lo que es normal más un voltaje de carga de 3,6 V.

El cobalto de litio, níquel, manganeso, también conocido como óxido de NMC positivo y negativo de grafito, tiene un voltaje nominal de 3,7 V junto con un voltaje máximo de 4,2 V durante la carga.

Además, el procedimiento de carga se lleva a cabo a un voltaje definido que tiene un circuito limitador de corriente.

Esto significa que se carga con una corriente definida hasta que se alcanza un voltaje de aproximadamente 4.2V en su celda y continúa con un voltaje definido que se aplica hasta que su corriente cae más cerca de cero.

Básicamente, la carga generalmente se termina en aproximadamente el tres por ciento de la corriente de carga. Hace años, las baterías de litio no podían cargarse rápidamente y necesitaban aproximadamente dos horas para considerarse completamente cargadas.

Para las células de la generación actual que tenemos hoy, se pueden cargar completamente en unos cuarenta y cinco minutos o incluso menos que eso.

En el año 2015, los investigadores mostraron una pequeña batería de 600 mAH de capacidad que se cargó a aproximadamente un sesenta y ocho por ciento en dos minutos.

Y también mostraron una batería de 3000 mAH que se cargó a aproximadamente un cuarenta y ocho por ciento en un total de cinco minutos. La batería tenía una densidad de energía de aproximadamente 63 / wh / L. Además, el dispositivo hizo uso de heteroátomos que estaban unidos a moléculas de grafito en su ánodo.

¿Cuánto peso es mejor para una batería de iones de litio?

Estas baterías de litio están compuestas por el cátodo; electrodos positivos que están en forma de LiOH o Li2CO3 como vemos en las baterías recargables.

También están compuestos por el ánodo; electrodos negativos que son de litio en forma de metal que vemos en las baterías no recargables como un separador. Estas baterías están compuestas de electrolito que es litio en forma de LiC1.

Sus electrodos están sumergidos en un electrolito que es un líquido conductor y se sabe que es una celda. Sin embargo, la combinación de diversas celdas forma básicamente una batería.

El funcionamiento de la batería de litio se produce estrictamente sobre la base de reacciones químicas que son reversibles y que ayudan a proporcionar un intercambio de electrones e iones entre todos sus polos.

Esto también permite que la batería se descargue y cargue. En el momento exacto de la descarga se produce una corriente eléctrica y es capaz de mover todos los motores eléctricos que se encargan de propulsar el vehículo en particular.

Entonces, en el momento de la recarga, los electrones e iones prácticamente regresan a su situación normal que es por una entrada de energía externa al igual que la rotura de un automóvil.

Generalmente, el rendimiento, el comportamiento y la duración de la batería dependen de los elementos químicos que se han seleccionado para dar lugar a la reacción necesaria dentro de todas y cada una de las celdas y de la electrónica que realmente controla todo el proceso de recarga y descarga.

Por ahora, existen diversos tipos de baterías de litio como:

· Li CO O2: litio cobalto

· LiFe P O2: fosfato de hierro y litio

· Li Mn2 O2: litio manganeso

· Litio, níquel, cobalto-manganeso, y;

· Li4 Ti5 O12: Litio titanio

Sin embargo, todo lo que tienen en común es la utilización de un ánodo de litio y carbono, pero se diferencian entre sí en el óxido de litio que se utiliza en su cátodo.

Análisis de la tendencia del peso de la batería de iones de litio

Las baterías de litio se están convirtiendo rápidamente en reemplazos razonables de la tecnología de ciento cincuenta años de las prominentes baterías de plomo-ácido.

En las diversas aplicaciones en las que se está considerando el peso, las baterías de litio han sido calificadas como una de las alternativas más ligeras disponibles.

En los años actuales, las baterías de litio se han vuelto altamente disponibles en diversas químicas tales como:

· Polímero de litio

· Iones de litio

· Fosfato de iones de litio, más algunas otras variaciones exóticas

Tanto el polímero de litio como los iones de litio son las baterías de litio más densas en energía, aunque en realidad carecen de seguridad.

Además, uno de los tipos más populares de iones de litio es el óxido de cobalto y litio.

Para las baterías de iones de litio, tienen una densidad de energía muy alta y después de aproximadamente un año de uso, la capacidad de este ión de litio habrá disminuido mucho que incluso el LiFePO4 tendrá exactamente la misma densidad de energía y después de un período de dos años, LiFePO4 tendrá una mayor densidad energética.

Para envolverlo

El rendimiento de estas baterías de litio fabricadas básicamente ha mejorado a lo largo de los años.

Por ejemplo, desde los períodos de 1991 hasta 2005, la capacidad energética basada en cada precio de las baterías de litio ha mejorado más de aproximadamente diez veces.