Hable sobre los fundamentos y aplicaciones de las baterías de iones de litio

Los iones de litio se han vuelto bastante populares en los últimos años. Puede encontrarlos en cualquier lugar y usarlos en cualquier dispositivo. Son tan comúnmente conocidos porque son recargables. Las baterías de iones de litio tienen una alta densidad de energía. Son livianos y, por lo tanto, una opción favorable para las empresas que fabrican electrodomésticos inalámbricos.

Debido a su mayor eficiencia y capacidad, los usamos en dispositivos electrónicos, vehículos eléctricos y electrodomésticos más pequeños.

La parte más importante de los fundamentos y aplicaciones de las baterías de iones de litio

Hay cuatro componentes que componen la batería de iones de litio. Estos son ánodo, cátodo, electrolito y separador. Todos estos son importantes e incluso si falta uno de ellos, la batería no podrá funcionar.

Ánodo

Los materiales activos cubren el elemento que forma el ánodo. Cátodo si se fabrica utilizando el elemento llamado material activo. El material activo utilizado con el ánodo ayuda a que fluya la corriente eléctrica.

Todos los iones de litio están presentes en el ánodo al comienzo de la reacción cuando se carga la batería. Cuando los cables conectan el ánodo con el cátodo, los iones comienzan a fluir hacia el cátodo. Esta reacción se ve favorecida además por el electrolito presente.

El grafito se usa generalmente como ánodo. Esto se debe a su estructura estable y también a que conduce la electricidad. Además, no reacciona por sí mismo y es significativamente más económico que sus alternativas.

Cátodo

Se puede determinar el voltaje y la capacidad del ion de litio a través del cátodo. Las reacciones químicas del litio pueden generar electricidad para la batería. Cuando insertamos el metal de litio en la batería, se convierte en cátodo. Pero el litio es un elemento muy inestable. Por lo tanto, tenemos que combinarlo con oxígeno, produciendo óxido de litio que luego se usa como cátodo.

El cátodo es un componente esencial de la batería. Puede determinar el voltaje, las características y la capacidad de la batería. Esto se debe a que dependen del tipo de elemento que forma el cátodo. Cuanto mayor sea el uso de litio, mayor será la capacidad y el voltaje.

Electrólito

Al cargar la batería, la reacción comienza haciendo que los iones de litio fluyan de ánodo a cátodo con la ayuda de un electrolito presente en la batería. Este electrolito es un componente importante para mantener la reacción. En otras palabras, la batería solo se habría usado una vez, si los electrolitos no estuvieran presentes.

Al recoger un electrolito para usar, se debe tener cuidado de elegir solo electrolitos que puedan ayudar a que los iones fluyan fácilmente. Esto significa que el electrolito debe tener una alta conductividad iónica. Los electrolitos están compuestos por aditivos, sales y disolventes. Las sales son la parte principal que facilita el movimiento de los iones de litio. Estas sales se disuelven en líquidos orgánicos que son los disolventes y, para fines específicos, los aditivos suelen estar presentes en cantidades traza.

Separador

El separador, como su nombre indica, es la barrera entre el cátodo y el ánodo. Se asegura de que ningún electrón innecesario pase de ánodo a cátodo y de que solo pasen los iones de litio necesarios. Los separadores que se utilizan actualmente son polipropileno, polietileno y resinas sintéticas.

¿Cómo puede mejorar los fundamentos y las aplicaciones de las baterías de iones de litio?

Desde la primera vez que obtuvimos la batería de iones de litio en la década de 1970, las baterías han recorrido un largo camino. Su rendimiento, capacidad y vida se han incrementado en las últimas décadas. Además, los usos de la batería también habían aumentado. Ahora puede usarlo en la mayoría de los dispositivos electrónicos y pequeños electrodomésticos.

Incluso después de muchas mejoras que hemos visto en las baterías, todavía está muy lejos de ser perfecto. En las noticias recientes, han salido a la luz los eventos de baterías que se queman hasta convertirse en llamas. Incluso si los incidentes son de 3 a 4 en un millón, investigar el problema es esencial. Estas baterías han sido susceptibles a la combustión, sobredescarga, sobrecarga y cortocircuito. Es por eso que existe una gran posibilidad de que los usuarios quieran cambiar a alternativas más seguras. Estas barreras de desempeño se han vuelto cruciales para ignorarlas. Los fabricantes necesitan mejorarlo.

Otro de los factores que necesitan mejoras es el coste de la batería. Está ampliamente disponible, pero esto no significa que la gente lo compraría. El costo juega un papel muy importante en la decisión de compra del cliente. Si bien seguramente está disponible, hay otras opciones. Estas opciones incluyen, entre otras, los combustibles fósiles y la energía solar, que es más barata y fácil de conseguir. Los principales costos asociados con la batería son el costo de su materia prima, su procesamiento, fabricación y empaque. Dado que estos son costos importantes, pueden analizarlos y disminuirlos.

Si bien no podemos pedir que las baterías duren toda la vida, ciertamente queremos usarlas por más de unos pocos meses. Los fabricantes de baterías de iones de litio nos aseguran que su vida útil es de 15 años. Funciona durante mucho tiempo, pero definitivamente no tanto. Para alguien que está buscando mejorar las baterías de iones de litio, es esencial analizar la vida útil de la batería.

Cómo hacer que sus baterías de iones de litio sean diferentes

Las baterías de iones de litio tienen muchas posibilidades. Es una de las baterías más populares pero puede llegar a ser aún más. Tiene mucha promesa de ser mejor en el futuro, tiene algunas deficiencias. Y aquí es donde puede hacer que sus baterías sean diferentes.

Con el aumento de la popularidad de los coches eléctricos, las baterías de Li están desempeñando un papel crucial allí. Pero lo que más necesitan las baterías de Li aquí es la capacidad y el costo. Las baterías deberían ser de larga duración y mucho más económicas que las que se utilizan actualmente. Esto necesitaría una extensa investigación y desarrollo.

Las baterías de litio son el futuro con su potencial. Para que las baterías alcancen su potencial, necesitaríamos más investigación sobre este tema.