¿Cuánto litio hay en una batería de iones de litio?

La batería de iones de litio ha transformado el consumo de metales y minerales durante las últimas dos décadas. Se espera que el panorama cambie aún más a medida que la batería de iones de litio evolucione de aplicaciones portátiles como el teléfono móvil con un paquete pequeño de 10 vatios-hora (Wh) al vehículo eléctrico a batería de 50 a 100 kWh, y el monstruo Energy Storage Sistema (ESS) con bancos de baterías de hasta 10 MWh. Solo un pequeño porcentaje de cobalto y litio ingresó a las baterías a principios del milenio, pero en 2015, el 46% del cobalto y el 32% del litio ingresaron a la producción de iones de litio. No hubo un efecto significativo sobre el grafito, níquel, manganeso, cobre y aluminio. Las baterías de iones de litio no usan litio puro, que es el metal de litio, en su lugar, las sales de litio se usan para el almacenamiento en celdas de iones de litio a través del crecimiento de especies de intercalación.

Aproximadamente el 70% del litio en el mundo proviene de la salmuera (lagos salados); el resto proviene del hard rock. Las instituciones de investigación están desarrollando tecnología para la extracción de litio del agua de mar. Chile es el mayor país productor de litio, mientras que China es el mayor consumidor de litio y se sospecha que lo acapara, por eso los chinos creen que los automóviles del futuro deberían funcionar con baterías de iones de litio y que necesitan un suministro desenfrenado de litio.

¿Qué materiales hay en una batería de iones de litio?

El litio es el más ligero de todos los metales, posee el mayor potencial electroquímico y proporciona la mayor energía específica por peso. Las baterías recargables de metal de litio en el ánodo (electrodos positivos) podrían proporcionar densidades de energía extraordinariamente altas, pero los ciclos crearon dendritas indeseables en el ánodo que podrían penetrar el separador y provocar un cortocircuito eléctrico.

Los materiales utilizados en las baterías de iones de litio son litio, cobalto, níquel, manganeso, grafito, cobre y aluminio, que son metales no ferrosos y también los minerales se utilizan mucho en las baterías de iones de litio. Como tal, los cátodos y los desarrollos específicos del colector son particularmente relevantes para el uso de material metálico no ferroso, mientras que los ánodos dictan el uso de grafito, por lo que los principales materiales que se utilizan en la batería de iones de litio son el electrodo positivo que es el ánodo, el electrodo negativo es un cátodo y un electrolito para el que se utiliza cualquier producto químico.

Todos los materiales utilizados en la batería tienen una resistencia teórica común, y el secreto de una alta capacidad y una mayor fuente de alimentación reside principalmente en el cátodo. El óxido de litio y cobalto (o cobaltato de litio), el óxido de litio y manganeso (también conocido como espinela o manganato de litio), fosfato de litio y hierro y litio, níquel, manganeso, cobalto (o NMC) * * y óxido de litio, níquel, cobalto y aluminio (o NCA) son cátodos comunes. materiales. Mientras que el material de ánodo común que se utiliza en la batería de iones de litio es el grafito.

¿Cuánto litio hay en el mundo?

Se han estimado aproximadamente 15 millones de toneladas de reservas de litio en el mundo, mientras que 65 millones de toneladas de recursos conocidos son razonables. Se espera que la demanda mundial de metal de litio aumente a 49,350 toneladas métricas para 2019 y un 8,9 por ciento por año. El país productor de litio más grande del mundo es Chile con 14.100 toneladas, en segundo lugar Argentina con la producción de 5.500 toneladas y el tercer país productor de litio más grande es China con 3.000 toneladas.

Podemos esperar razonablemente que a medida que aumente la demanda de litio en el mercado, también aumentarán las reservas y los recursos de litio. Pero podemos esperar alcanzar un pico de producción en algún momento, como ocurre con todos los recursos finitos. Sin embargo, podemos usar el litio reciclado en baterías, ya que no existe una regla para usar metal de litio puro en las baterías de dichos dispositivos. Si bien las baterías de iones de litio son útiles para fomentar algunas acciones ecológicas, debe recordarse que las baterías en sí todavía no son "respetuosas con el medio ambiente". Sin embargo, en comparación con la alternativa de utilizar combustibles fósiles, las baterías de litio están muy por delante.

¿Cómo se calcula el contenido de litio en una batería?

Las baterías de consumo comunes, como computadoras portátiles, teléfonos celulares, tabletas y herramientas eléctricas, suelen ser los dispositivos en los que se utilizan las baterías de iones de litio. Para calcular el contenido de litio en una batería, se deben utilizar las fórmulas que se muestran a continuación, lo que también es muy necesario para quienes envían baterías de litio de formato industrial, militar o de mayor tamaño.

Para baterías de iones de litio no recargables

a) Calcule el contenido de litio (gramos).

· La fórmula utilizada para calcular el contenido de litio es:

Ah por celda * 0,3 gramos * no. de celdas

· La mayoría de las baterías no se miden en amperios hora (Ah), se clasifican en miliamperios hora (mAh). Miliamperio hora es un amperio hora una milésima.

· Divida los mAh por 1.000 para calcular el Ah.

Ejemplo: la batería que desea enviar tiene una potencia nominal de 2500 mAh por celda y contiene 6 celdas:

· Divida 2500 mAh por 1000 para que se clasifique en Ah:

2500 mAh ÷ 1000 = 2,5 Ah

· Para determinar la cantidad de litio en cada celda, multiplique Ah por 0.3:

0,3 * 2,5 Ah = 0,75 g de litio en cada celda.

· Ahora, multiplique la cantidad de litio en cada celda por la cantidad de celdas en cada batería:

0,75 g / celda * 6 = 4,5 gramos de litio en la batería

Conclusión: 4,5 g para paquetes de baterías está por debajo del contenido total permitido de litio de 25 g; por lo tanto, la batería se puede entregar en la Big Green Box.

Para baterías de iones de litio recargables

Calcule la capacidad nominal (vatios hora)

· La fórmula que se utiliza para determinar la capacidad nominal es:

Voltios * amperio hora (Ah) = vatios hora

· Muchas baterías no están clasificadas en amperios hora (Ah), están clasificadas en miliamperios hora (mAh). Miliamperios hora es un amperio hora una milésima.

· Divida los mAh por 1.000 para determinar el Ah.

Ejemplo: el paquete de baterías que desea enviar tiene una potencia nominal de 11,1 voltios y 4400 mAh por celda:

· Divida 4400 mAh por 1000 para tener una clasificación de Ah:

4400 mAh ÷ 1000 = 4,4 Ah ·

· Para calcular los vatios hora de esta batería, multiplique 11,1 voltios por 4,4 amperios hora:

11,1 V x 4,4 Ah = 48,8 Wh

Conclusión: 48,8 Wh para paquetes de baterías está por debajo de la capacidad nominal total permitida de 300 Wh; por lo tanto, la batería se puede entregar en la Big Green Box.