22 años de personalización de baterías
APR 03, 2020 Pageview：390
En este artículo, hablaremos de las baterías de iones de litio que tienen la mayor densidad de energía. A partir de la definición de densidad de energía, hablaremos sobre la razón por la que las baterías de iones de litio tienen una densidad de energía tan alta. Finalmente, discutiremos la importancia de una alta densidad de energía para una batería.
¿Cuál es la densidad de energía de una batería de iones de litio?
La densidad de energía de cualquier batería describe la cantidad de energía que puede almacenar por unidad de masa o volumen. Por lo tanto, una batería con una densidad de energía más alta puede suministrar una carga eléctrica durante más tiempo que una batería que tiene una densidad de energía baja pero la misma masa o volumen. A menudo, solo se mide la energía extraíble o útil, lo que significa que la energía químicamente inaccesible, como la energía de la masa en reposo, no se mide ni se ignora. La densidad de energía generalmente se expresa de dos maneras: la densidad de energía volumétrica, que se expresa en vatios-hora por litro (Wh / L), y la densidad de energía gravimétrica, también llamada energía específica, que se expresa como vatios-hora por kilogramo (Wh / kg).
Los términos capacidad, energía y potencia, científicamente todos tienen diferentes significados y aquí es donde la gente se confunde mucho con las baterías. Cuando hablan de baterías de alta capacidad, a usted realmente no le importa la capacidad, le importa la energía y la potencia. La potencia es diferente de la densidad de energía, ya que indica cuánta energía puede entregar una batería a pedido, mientras que la densidad de energía describe cuánta energía puede almacenar una batería por unidad de masa o volumen.
Se puede hacer una analogía entre potencia y densidad de energía con una botella de agua. Sea el tamaño de la botella la densidad de energía y la apertura denote la densidad de energía. Si una botella es de tamaño grande, puede transportar mucha agua, mientras que una abertura grande puede perforarla rápidamente. Por lo tanto, una botella grande con una gran apertura es la mejor combinación. Lo mismo ocurre con las baterías: la alta densidad de energía y la alta densidad de potencia hacen la mejor combinación de baterías.
La alta densidad de energía viene en baterías de iones de litio debido a que el compuesto funciona como electrodo positivo (cátodo) que es óxido de cobalto de litio. Las baterías de iones de litio suelen tener el doble de densidad de energía que las de níquel-cadmio estándar. Tienen el potencial de almacenar mucha energía, lo que da como resultado densidades de energía más altas. La alta densidad de energía es la mayor ventaja de las baterías de iones de litio que las hace más atractivas para dispositivos portátiles como teléfonos móviles y computadoras portátiles.
¿Por qué las baterías de iones de litio tienen una alta densidad de energía?
Las baterías de iones de litio que se utilizan en aplicaciones portátiles se basan principalmente en cobalto. Estas baterías constan de óxido de cobalto de litio (LiCoO2) como material de cátodo y un carbono de grafito como material de ánodo. El óxido de cobalto ofrece una alta densidad de energía en las baterías de iones de litio.
Bajo ninguna circunstancia si está formando metal de litio o no debería estar formando metal de litio. Si tiene un metal de litio como electrodo negativo, lo que puede hacer ya no es una batería de iones de litio, es una batería de metal de litio.
Las baterías de iones de litio son generalmente mucho más livianas en comparación con otros tipos de baterías recargables del mismo tamaño. Los electrodos de las baterías de iones de litio se componen de carbono ligero y litio. El litio es un metal altamente reactivo, lo que significa que sus enlaces atómicos pueden almacenar mucha energía. Esta es la razón por la que las baterías de iones de litio tienen una alta densidad de energía.
Aquí hay una descripción para echar un vistazo a la densidad de energía. El tipo más común de batería de iones de litio puede almacenar 150 vatios-hora de electricidad por kilogramo de batería. Un paquete de baterías de hidruro metálico de níquel (NiMH) puede almacenar alrededor de 100 vatios-hora por cada 1 kilogramo de batería, aunque 60-70 vatios-hora pueden ser más comunes. Una batería de plomo-ácido puede almacenar 25 vatios-hora solo en 1 kilogramo de batería. Ahora puede imaginarse que se necesitan 6 kilogramos para almacenar la misma cantidad de energía para una batería de plomo-ácido que una batería de iones de litio de 1 kilogramo puede manejar. Esa es una gran diferencia.
Las baterías de iones de litio han transformado por completo la forma en que usamos las fuentes de energía para operar diversas tecnologías. Desde teléfonos móviles hasta vehículos y máquinas, las baterías de iones de litio pueden ser una excelente fuente de energía para el futuro. Estas baterías tienen una densidad de energía más alta que la mayoría de los otros tipos de baterías, lo que las convierte en una de las fuentes de energía más útiles y poderosas que se pueden utilizar.
¿Qué importancia tiene la alta densidad de energía para una batería?
Dado que los dispositivos electrónicos, como las computadoras portátiles y los teléfonos móviles, necesitan funcionar más tiempo entre cargas, pero siguen consumiendo más energía al mismo tiempo, siempre se necesitan baterías con una densidad de energía mucho mayor. Además de esto, los vehículos eléctricos también necesitan una batería que tenga una densidad de energía muy alta.
Un material puede almacenar diferentes tipos de energía y se necesita un tipo particular de reacción para liberar cada tipo de energía. En particular, hay cuatro tipos de reacciones nucleares, químicas, electroquímicas y eléctricas. Los animales utilizan reacciones químicas para extraer energía de los alimentos. Los automóviles también utilizan reacciones químicas para obtener energía de la gasolina. La mayoría de los dispositivos móviles, como los teléfonos móviles y las computadoras portátiles, utilizan reacciones electroquímicas para liberar la energía de las baterías. Por lo tanto, una batería con alta densidad de energía es más útil que una batería con baja densidad de energía porque una batería con alta energía tiene una vida útil más larga.
La creciente demanda de baterías ha hecho que los académicos y los proveedores se concentren en mejorar la densidad de energía, la seguridad, la durabilidad, la temperatura de funcionamiento, la potencia de salida, el tiempo de carga y el costo de la tecnología de baterías de iones de litio.
Las baterías de iones de litio tienen una cuota de energía más alta en comparación con otras baterías recargables. Por lo tanto, estos se consideran más potentes para utilizarlos en máquinas, electrónica y vehículos en funcionamiento. Las baterías de iones de litio son livianas y proporcionan fuentes de energía de alta densidad de energía para varios dispositivos, como dispositivos portátiles, herramientas eléctricas y vehículos eléctricos. Proporcionar energía a dispositivos más grandes, como vehículos eléctricos, conectando varias baterías pequeñas en un circuito paralelo es más eficiente y efectivo que conectar una sola batería grande.
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