¿Qué minerales se utilizan para fabricar baterías de litio: materiales y beneficios?

La industria de las baterías de iones de litio está experimentando una revolución significativa en este momento. Se están utilizando muchos minerales raros para fabricar materiales para estas baterías. Por ejemplo, aluminio, grafito, manganeso, cobre, litio, níquel y cobalto. Durante las últimas dos décadas, esta industria ha experimentado algunos cambios importantes, especialmente en lo que respecta a las materias primas.

Todos los tipos de baterías que ve a su alrededor son solo un conjunto de muchos productos complejos no relacionados. Los minerales y los metales no ferrosos son los que juegan un papel muy importante. Si la tendencia de hacer que las baterías sean más eficientes continúa durante esta década, esta industria revolucionará aún más.

Variant Market Research publicó un informe que muestra que para 2024 el valor de mercado de iones de litio aumentará hasta $ 56 mil millones. Si mira a su alrededor, se dará cuenta de que la mayoría de los dispositivos y vehículos funcionan con este tipo de células. Entonces, en un intento por abaratar la producción, se adoptarán más materiales en el camino. Tendremos diferentes tipos de metales en sustitución de los existentes.

Las baterías de próxima generación se diseñarán de tal manera que brinden un mejor rendimiento. Además, el costo de producción también tendrá un impacto significativo en lo que respecta a los materiales que se utilizarán en ese momento. Otro factor que influye en los metales utilizados es la seguridad y la vida de las células. Las empresas tienen como objetivo una meta de 300.000 ciclos de recarga que durarán al menos 15 años.

Celda de batería LiFePO4 de baja temperatura de 3,2 V y 20 A -40 ℃ Capacidad de descarga de 3C≥70 % Temperatura de carga: -20~45 ℃ Temperatura de descarga: -40~+55 ℃ Prueba de acupuntura aprobada -40 ℃ Tasa máxima de descarga: 3C

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¿Qué materiales se utilizan en las baterías de litio?

Los materiales utilizados para fabricar baterías de litio se pueden dividir en cuatro categorías. Ese es el cátodo, ánodo, electrolitos y separadores. El cátodo consiste principalmente en óxidos metálicos como olivinas, óxidos de vanadio y óxido de litio recargable. Sin embargo, los óxidos estratificados como el níquel y el cobalto son los más utilizados gracias a su alta estabilidad en voltaje.

Aún así, en los materiales del cátodo, el cobalto es tóxico y también tiene una disponibilidad limitada en la naturaleza. Eso causa un tremendo inconveniente para la fabricación a gran escala. Sin embargo, puede sustituirlo por manganeso porque es económico; Las excelentes capacidades de velocidad tienen un alto umbral térmico. El único inconveniente del manganeso es que tiene un comportamiento cíclico poco profundo.

Debido a que cada material tiene sus propios inconvenientes cuando se trata de la fabricación de cátodos, se combinan para producir uno con excelentes propiedades. Por ejemplo, la mezcla de manganeso, níquel y cobalto es la que se usa principalmente para minimizar los inconvenientes.

Cuando se trata de materiales de ánodo, se utilizan materiales de aleación de silicio, intermetálicos, grafito o litio. El litio es sencillo, pero tiene muchos inconvenientes, como provocar cortocircuitos y el problema de los ciclos. Los ánodos carbonosos están ampliamente disponibles y son baratos, lo que los convierte en el material más adecuado para el ánodo.

Los electrolitos y los separadores son esenciales, especialmente cuando se trata de la vida útil de la batería. En electrolitos, el material más adecuado es aquel que pueda soportar altas temperaturas y voltaje. Además, debe tener un estante largo para garantizar que los iones se muevan libremente. Los electrolitos sólidos y poliméricos son los más utilizados en este caso. Cuando hablamos de separadores en la batería de iones de litio, nos referimos al material que evita que dos electrodos se mezclen entre sí. De lo contrario, si se combinan, se producirá un cortocircuito y es probable que la batería no funcione.

Batería de polímero resistente para portátiles de alta densidad de energía y baja temperatura Especificación de la batería: 11,1 V 7800 mAh -40 ℃ Capacidad de descarga de 0,2 C ≥80 % A prueba de polvo, resistencia a caídas, anticorrosión, antiinterferencias electromagnéticas

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¿Cuál es el ingrediente principal de las baterías de litio?

Es difícil identificar el ingrediente principal de las baterías de litio. Esto se debe a todos ellos, por pequeños o grandes que sean imprescindibles. Necesita todos estos ingredientes para funcionar. Pero debido a que la mayoría de ellos tienen sustitutos, solo hay un material. Si se cambia, la batería cambiará el significado por completo. Ese ingrediente es litio, también el mismo que el nombre de la celda.

Eso es suficiente evidencia para demostrarle que es el ingrediente principal. Normalmente, la batería contiene muchos materiales diferentes. Estos materiales se fabrican utilizando diferentes o una combinación de muchos. Hay tres razones importantes por las que el litio es esencial en la fabricación de baterías. La primera propiedad es su naturaleza altamente reactiva gracias a su viabilidad para perder el electrón más externo durante la reacción. La corriente fluye a través de la batería sin problemas, eso es por esta naturaleza reactiva.

Otra razón por la que se prefiere el litio es por su peso ligero. El litio es más ligero en comparación con otros materiales como el plomo. Esto lo hace eficiente para dispositivos pequeños como teléfonos. Además, también se puede utilizar en automóviles que requieran muchas baterías.

Por supuesto, su naturaleza recargable también es un factor esencial. Las baterías de iones de litio se pueden cargar debido a los iones móviles que se mueven rápidamente hacia los electrodos negativos.

¿Qué metales se beneficiarán de las próximas baterías de litio?

El auge de los vehículos eléctricos es suficiente para hacer que la próxima serie de baterías de litio se vuelva loca en términos de metales. Estas empresas de fabricación de vehículos, como BMW y Tesla, están ideando nuevos diseños para crear baterías de larga duración. Por otro lado, la industria móvil se está moviendo para fabricar teléfonos inteligentes plegables y delgados. Espera, ¿significa esto que muy pronto veremos una batería plegable?

Con la tecnología, nada es imposible, ya que los diseños cambian, lo que significa que hay algunos metales que se beneficiarán más que otros. Las baterías de iones de litio estarán con nosotros durante mucho tiempo antes de que una nueva tecnología las interrumpa. Los automóviles y la mayoría de los dispositivos modernos los utilizan; eso significa que los metales involucrados se beneficiarán más en los próximos días.

Estos metales incluyen grafito, níquel, cobalto y litio. Estos metales serán el oro de los tiempos modernos. Se construirán muchos avances tecnológicos en torno a estos metales. Por ejemplo, el Tesla Model S contiene 5% de aluminio, 15% de cobalto y 80% de níquel. Por otro lado, la batería del iPhone está hecha de cobalto 100% puro. Sin embargo, la sala de energía de tesla está compuesta de manganeso, níquel y cobalto en partes iguales.

La floreciente industria de las baterías de iones de litio es la que determina los metales del futuro. A menos que una nueva tecnología interrumpa esta cadena en el futuro, entonces podríamos quedarnos atrapados con grafito, cobalto, litio y níquel para siempre.