22 años de personalización de baterías
Dec 27, 2019 Pageview：524
¿De qué está hecha una batería de iones de litio?
Las baterías de iones de litio son de todas las formas y tamaños en la actualidad. Sin embargo, no importa el tamaño o la forma de la batería, todas tienen el mismo aspecto por dentro. En cualquier paquete de baterías de iones de litio hay ciertas cosas que están presentes:
Celdas de iones de litio. Pueden tener forma cilíndrica como las pilas AA convencionales o pueden tener forma prismática.
Sensores de temperatura para controlar la temperatura de la batería. El sobrecalentamiento puede tener resultados catastróficos.
Circuito convertidor y regulador de voltaje. Esto es para mantener niveles seguros de voltaje y corriente dentro del paquete de baterías.
Toma de voltaje, que actúa como un monitor de la capacidad de energía de cada celda individual dentro del paquete de baterías.
Monitor de estado de carga de la batería. Que es una pequeña computadora que maneja todo el proceso de carga. Se asegura de que las baterías se carguen lo más rápido y seguro posible.
En ocasiones, hay un conector blindado opcional adicional dentro del paquete de baterías, que permite que la energía y la información entren y salgan del paquete de baterías.
Al cargar o incluso durante el uso de la batería, si se calienta demasiado, la computadora (Monitor de estado de carga de la batería) apagará el flujo de energía en un intento de enfriar las cosas. Si intenta usar su dispositivo mientras está en este estado caliente, esta computadora le impedirá usarlo e incluso le impedirá encender el dispositivo.
Las celdas de iones de litio
Las celdas de iones de litio tienen una carcasa exterior hecha de metal. Es importante utilizar metal en las celdas de iones de litio ya que la batería está presurizada. La carcasa de metal tiene lo que se llama un orificio de ventilación. Que es básicamente un agujero sensible a la presión. En caso de que la batería se caliente demasiado y exista riesgo de explosión, este orificio de ventilación libera la presión adicional y ayuda a rescatar la situación.
Dentro de la caja de metal, hay tres capas de láminas delgadas que son:
Un electrodo positivo.
Un electrodo negativo.
Un separador entre los dos.
Estas tres láminas delgadas se sumergen en un disolvente orgánico, en su mayoría de éter. Ese solvente actúa como electrolito de la batería.
¿Quién inventó la batería de iones de litio?
El químico británico M. Stanley Whittingham propuso por primera vez el uso de litio para fabricar baterías en el año 1970. Whittingham usó electrodos hechos de sulfuro de titanio y litio. La batería de litio recargable de Whittingham nunca podría ser práctica, ya que era muy costosa de fabricar en la década de 1970. No solo fue eso, sino la reacción química que ocurre cuando los electrodos se exponen al aire tóxico para los animales y los seres humanos. Por estas razones, Exxon, "la institución que financió los esfuerzos de Whittingham" cerró este proyecto. En ese momento, las baterías de litio eran peligrosas ya que el metal de litio reaccionaba con agua liberando gas hidrógeno inflamable en el proceso. Por eso se pidió la necesidad de una alternativa. Es por eso que las investigaciones a principios de 1970 se centraron en encontrar esa alternativa, hasta el año 1974 cuando JO Besenhard propuso el uso de compuestos de litio en lugar de metales de litio en las baterías. Desde entonces, el desarrollo de las baterías de iones de litio se ha disparado cada año.
Corría el año 1991 cuando Sony anunció su nuevo producto la batería de iones de litio. Desde entonces, se ha realizado la producción comercial de baterías de iones de litio. Esta invención permitió al fabricante producir teléfonos móviles a una escala mucho menor.
¿Cuáles son el desarrollo y el futuro de las baterías de iones de litio?
Las baterías de iones de litio se han ganado una reputación que ningún producto puede superar, al menos por el momento. Las baterías de iones de litio han demostrado ser la mejor solución para una fuente de energía recargable. No solo eso, sino que hoy en día la energía se puede almacenar de recursos renovables (sol y viento) directamente en baterías de iones de litio.
Los científicos creen que no es necesario encontrar un reemplazo para las baterías de iones de litio. En cambio, todo el trabajo de investigación actual es actualizar esas baterías. Desde la primera batería de litio que se diseñó en 1970 hasta este momento, todo lo que se hizo en el campo fue actualizar y mejorar la misma batería "batería de iones de litio"
Las investigaciones actuales se centran en eliminar el líquido inflamable del interior de las baterías de iones de litio. El líquido que puede hacer que esas baterías se incendien. Llame a la nueva actualización una batería de estado sólido.
También vale la pena mencionar que las baterías de iones de litio ahora son la solución más económica para las fuentes de energía portátiles. Sus precios de fabricación se han vuelto muy asequibles, por lo que son la opción número uno para todos los fabricantes de teléfonos móviles, computadoras portátiles e incluso automóviles eléctricos.
Otro motivo que hace que las baterías de iones de litio sean insustituibles -al menos por ahora- es su tamaño. Almacenar baterías de iones de litio a granel es una tarea sencilla. Son compactos, pequeños, flexibles y versátiles. Se pueden almacenar fácilmente y sin problemas. No solo eso, sino que su vida útil es fenomenal. Una batería se puede almacenar hasta diez años.
Las investigaciones ahora también se centran en cómo integrar el ion de litio en todos los aspectos del almacenamiento de energía. Sin embargo, el problema al que se enfrentan es la tasa de descarga, que es relativamente pequeña. El desafío ahora es producir una batería de iones de litio con un sistema de descarga muy lento que pueda durar más de un día. Además, las investigaciones también están preocupadas por el tamaño de estas baterías. Quieren hacer una batería pequeña con una gran capacidad. Como se mencionó anteriormente, las baterías de los autos eléctricos antes rondaban las dos toneladas, hoy en día solo pesan 300 kg. Si pudieran hacerlo aún menos, sería un gran paso en la dirección correcta.
Además, la integración de baterías de iones de litio en más aplicaciones eventualmente salvará el planeta. Esto se debe a que, como se mencionó anteriormente, ahora puede almacenar energía en la batería proveniente de recursos renovables. Por lo tanto, se reduce la necesidad de combustibles fósiles. Si logramos reducir la necesidad de combustibles fósiles incluso en un 5% anual. Entonces, en menos de un siglo a partir de ahora, nuestro planeta se salvaría de las emisiones nocivas que provienen del uso de combustibles fósiles.
La investigación en el campo de las baterías de litio nunca ha sido más progresiva que en la actualidad. En el año 2019 se otorgó el Premio Nobel de Química a tres científicos por su espectacular trabajo en el campo del desarrollo de baterías de iones de litio.
El premio fue otorgado a John B Goodenough, M Stanley Whittingham y Akira Yoshino. Recibirán partes iguales del premio. Su trabajo en las baterías de iones de litio ha sentado las bases para un mundo libre de combustibles fósiles. Es, literalmente, un gran paso en la dirección correcta para toda la humanidad. Las nuevas baterías de iones de litio ahora son mucho más livianas que sus predecesoras, más compactas y pueden mantener su carga durante más tiempo. Además, su tamaño compacto y flexible les permite usarse en todo, desde teléfonos móviles hasta computadoras portátiles e incluso vehículos eléctricos.
Gracias a la tecnología y las investigaciones modernas, las baterías de los coches eléctricos ya no pesan dos toneladas, sino solo 300 kilogramos. El trabajo de los ganadores del Premio Nobel nos permite almacenar energía de fuentes renovables como el sol y el viento en esas baterías de iones de litio.
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