22 años de personalización de baterías
Mar 25, 2020 Pageview：541
Las baterías de iones de litio se utilizan en casi todos los dispositivos y dispositivos modernos. Teniendo en cuenta la seguridad que ofrecen y la alta densidad energética con la que cuentan, no es de extrañar que se piense que son ideales para vehículos eléctricos y electrónica de consumo. Estas baterías están fácilmente disponibles y también ofrecen la máxima eficiencia. Por lo tanto, su popularidad está bien establecida a pesar de algunas preocupaciones asociadas con ellos.
Las baterías de iones de litio tienen cuatro componentes esenciales. Estos incluyen el cátodo, que en este caso es óxido de litio. El litio funciona como el metal activo en la celda.
El otro componente es el ánodo, que también está recubierto con metal activo. El ánodo se asegura de que la corriente eléctrica fluya a través del circuito externo al mismo tiempo que permite la emisión y absorción reversible de iones de litio que se liberan del cátodo. Los iones de litio se almacenan en el ánodo cuando se carga la batería.
El electrolito sirve como medio a través del cual los iones de litio se mueven entre el ánodo y el cátodo. Por último, hay un separador que funciona como una barrera entre el ánodo y el cátodo para mejorar la seguridad. Juntos, estos cuatro componentes aseguran que las baterías de iones de litio proporcionen una eficiencia óptima.
Sin embargo, existen algunas preocupaciones con respecto a la seguridad de las baterías de litio, ya que pueden incendiarse e incluso explotar si se sobrecargan. Para hacer frente a este problema, ahora se utilizan electrolitos sólidos en estas baterías para mejorar la seguridad.
¿Qué es el electrolito en una batería de iones de litio?
El propósito del electrolito en una batería de iones de litio es asegurarse de que los iones tengan un medio de movimiento. Los iones de litio se mueven entre el cátodo y el ánodo en este medio mientras que los electrones se mueven a través del cable. Esto es vital para el uso de electricidad en la batería. Si solo fluyen iones a través del electrolito, la seguridad puede verse comprometida y no se puede utilizar la electricidad.
El electrolito es el medio que asegura que solo los iones de litio se muevan entre el ánodo y el cátodo. Los materiales que tienen una alta conductividad iónica se utilizan como electrolitos para que los iones de litio puedan moverse con facilidad.
Las sales, los solventes y los aditivos forman los electrolitos. Las sales sirven como paso para el movimiento de los iones de litio, mientras que los disolventes son líquidos orgánicos que disuelven las sales. Los aditivos se utilizan en pequeñas cantidades para diversos fines. Los electrolitos elaborados con estos componentes no permiten el paso de electrones y solo permiten el movimiento de iones.
La velocidad de los iones de litio depende del tipo de electrolito utilizado en la batería. Por lo tanto, el electrolito utilizado tiene un papel fundamental que desempeñar en el funcionamiento de la batería, y es obligatorio que cumpla con las condiciones y requisitos.
¿Puede el electrolito de la batería de iones de litio ser sólido?
Por lo general, las baterías de iones de litio contienen un electrolito líquido presente entre el cátodo y el ánodo. El cátodo y el ánodo están además separados por una fina pieza de plástico con poros. Cuando la batería se daña por cualquier motivo, existe el riesgo de que los iones de litio atraviesen el separador de plástico. Esto puede provocar que el electrolito se incendie.
Los científicos probaron varias tácticas para minimizar este riesgo. Se agregaron retardantes de fuego al electrolito y se utilizó un separador suave e inflamable. Sin embargo, lo que funcionó mejor para reducir el riesgo de un incendio potencial fue usar un electrolito sólido.
Si bien no se puede negar que los electrolitos sólidos reducen los problemas de seguridad asociados con las baterías de litio, tienen algunas limitaciones, que incluyen pesadez y fragilidad. Si se utilizan materiales blandos, persistirá el riesgo de que los iones de litio perforen el material. Por otro lado, si se usa polímero o cerámica, aunque el riesgo se reducirá, los materiales aún son un poco inflamables. Por lo tanto, se necesita una consideración cuidadosa para decidir sobre un electrolito sólido y seguro para las baterías de litio.
Una opción es utilizar un soporte mecánico poroso junto con un retardante de fuego y un electrolito de polímero. Esto puede garantizar que la batería no gane un peso excesivo y que tampoco corra el riesgo de explotar. El rendimiento no es algo de lo que deba preocuparse.
¿Qué materiales de electrolitos sólidos para baterías de iones de litio?
Los electrolitos sólidos permiten la conducción de iones de litio a temperatura ambiente. Están ganando popularidad rápidamente, y existe una alta probabilidad de que pronto reemplacen los electrolitos orgánicos utilizados en estas baterías, ya que estos últimos son tóxicos e inflamables. La seguridad de la batería se mejora significativamente.
Los electrolitos sólidos garantizan que el metal de litio se pueda utilizar como ánodo. Esto conduce a un aumento en el voltaje de la celda y, por lo tanto, se mejora la densidad de energía de la batería.
Es vital utilizar los electrolitos sólidos para baterías de iones de litio después de una cuidadosa consideración. Entre las diversas opciones disponibles, una que se ha mostrado inmensamente prometedora y ha ganado atención son los electrolitos sólidos a base de sulfuro.
La cuestión es que los compuestos de sulfuro que tienen una alta conductividad para los iones de litio no están disponibles con facilidad. Por lo tanto, la producción de baterías de iones de litio con electrolito de estado sólido es limitada ya que el material es difícil de producir.
Es necesario que se realice una investigación exhaustiva en la fabricación de estos materiales para que los materiales de sulfuro se puedan fabricar con facilidad y permitan su uso en celdas de iones de litio. Varias empresas están tratando de producir diferentes composiciones de materiales de electrolitos a base de sulfuro y otras opciones de electrolitos sólidos para que los problemas de seguridad que rodean a las baterías de iones de litio puedan tratarse de la manera más eficaz.
Ultimas palabras
No se puede cuestionar la eficacia de las baterías de iones de litio. Sin embargo, es necesario que se tomen algunas medidas para reducir los riesgos de seguridad que rodean a estas baterías. El uso de electrolitos de base sólida puede ser muy útil en este sentido.
Es necesario que las empresas se interesen más en el desarrollo de estos materiales para que se pueda reducir el riesgo de accidentes. La investigación y el estudio de esto aún están en progreso. Sin embargo, ha habido un progreso significativo, y se puede esperar que pronto las baterías de iones de litio que contienen electrolitos de base sólida se hagan cargo de las opciones convencionales. Este cambio hará que las baterías de iones de litio sean aún más populares y eficientes.
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