¿Cuáles son las clasificaciones comunes de las baterías de iones de litio?

Las baterías han sido parte de nuestras vidas durante más de 100 años. Se han utilizado en diferentes aplicaciones, desde una simple calculadora científica hasta vehículos eléctricos, robots y satélites. A lo largo de los años, se han fabricado varios tipos de baterías para mejorar su rendimiento.

Actualmente, las baterías de iones de litio se utilizan con mayor frecuencia debido a su alta densidad de energía, su alta eficiencia energética y su larga vida útil.?

Este trabajo presenta un resumen de aspectos relevantes de las baterías de iones de litio. El artículo desarrollado introduce la terminología relacionada con el mundo de las baterías. Además, estudia las características y herramientas que hacen de las baterías de iones de litio una de las más utilizadas en la actualidad.?

Las siguientes son las clasificaciones comunes de las baterías de iones de litio:

-Óxido de cobalto de litio

-Óxido de manganeso de litio

-fosfato de hierro y litio (LFP)

-Óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC)

-Litio Níquel Cobalto Óxido De Aluminio

-titanato de litio

-Óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC)

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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Batería de iones de litio de potencia de fosfato de hierro y litio:

Aunque todas las baterías funcionan de manera similar, existen grandes diferencias en los componentes químicos que utilizan para generar corriente eléctrica.

Generalmente, elementos como el litio, el níquel o el manganeso son los más comunes. Pero en los últimos tiempos ha tomado fuerza el uso de alternativas como los fosfatos de hierro. Hoy vamos a hablar de las baterías LFP.

Diferencias con las baterías tradicionales:

La batería LFP y la batería de litio-cobalto convencional comparten el mismo principio de funcionamiento. Sin embargo, en este último, el cátodo está hecho completamente de una aleación de litio y cobalto (¿LiCoO?). Esta aleación es más eficiente para generar energía, pero tiene dos fallas principales.

El primero es el alto costo de los materiales, especialmente el litio, que ha incrementado su precio un 437% de media en 2021. Por otro lado, el hierro y los fosfatos son mucho más baratos porque son más abundantes.

Asimismo, la combinación de litio y cobalto es altamente tóxica para los seres vivos y el medio ambiente, lo que dificulta el reciclaje de estas baterías. Por otro lado, los pirofosfatos son completamente inofensivos.

La batería LFP (Lithium Iron Phosphate) es una variante de la batería de litio convencional donde este material se sustituye en su mayoría por láminas de fosfatos de hierro. Estas hojas se concentran en el polo positivo o cátodo.

Enfrente, un conjunto de cristales de carbono forman el polo negativo o ánodo, entre los que encontramos pequeñas partículas de litio. Al estar sumergidas en un electrolito líquido, estas partículas obtienen una carga eléctrica, saliendo de los cristales de carbón y moviéndose hacia el cátodo.

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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En este proceso se genera la corriente eléctrica, que se agota cuando todo el litio se aloja y descarga en el cátodo (en este caso, entre las láminas de fosfato de hierro). Cuando esto sucede, es posible introducir electricidad desde el exterior para recargar la batería, y las partículas vuelven a su lugar en el ánodo.

Ventajas y desventajas de la tecnología LFP

Desde el punto de vista de la industria, la gran ventaja de las baterías LFP es su bajo coste de producción, debido a la baratura de sus materias primas frente a otros sustitutos del litio como el níquel, el manganeso o el aluminio.

Pero la verdadera clave de esta tecnología es su estabilidad química, que conduce a muy poca degradación a largo plazo. Por ejemplo, después de 3000 ciclos de carga y descarga, una batería LFP todavía tiene disponible el 80% de su carga nominal.

Asimismo, esta estabilidad química también es térmica. Las baterías LFP son mucho menos sensibles a las altas temperaturas. Esta cualidad reduce las posibilidades de sufrir problemas de sobrecalentamiento o incluso un incendio o explosión de las celdas.

Batería de iones de litio de potencia de óxido de cobalto y litio:

Las baterías de iones de litio son esenciales para la tecnología moderna, ya que alimentan teléfonos móviles, computadoras portátiles, dispositivos médicos e incluso vehículos eléctricos.

Los fabricantes suelen utilizar carbonato de litio o hidróxido de litio en estas baterías en lugar de metal de litio. Aunque el litio es un ingrediente clave en las baterías de litio, también incluyen otros metales, como el cobalto, el grafito y el níquel.

También conocidas como baterías de iones de litio cobalto o litio cobalto, las baterías de óxido de litio cobalto están hechas de carbonato de litio cobalto. Debido a su energía específica muy alta, estas baterías se utilizan para teléfonos móviles, computadoras portátiles y cámaras electrónicas. Tienen un cátodo de óxido de cobalto y utilizan grafito de carbono como material anódico. Durante la descarga, los iones de litio se mueven de un ánodo a otro, invirtiendo el flujo cuando la batería se está cargando.

Este tipo de batería tiene algunos inconvenientes, entre ellos una duración relativamente corta y una potencia específica limitada. Estas baterías no son tan seguras como otros tipos. Aún así, sus características los convierten en una opción popular para teléfonos celulares y otros dispositivos electrónicos portátiles.

Batería de iones de litio de potencia de litio ternaria:

La tecnología central de los vehículos de nueva energía es la batería que proporciona energía. La duración de la batería y la velocidad de carga son los cuellos de botella del desarrollo de la tecnología de baterías. Después de más de 30 años de desarrollo, la mayor parte de la energía de los vehículos eléctricos proviene de varios paquetes de baterías de litio. Siempre, pero la batería de litio aún no está completamente madura y todavía está en constante exploración.

En la actualidad, los tipos de baterías de litio incluyen manganato de litio, fosfato de hierro y litio, titanato de litio, cobalto de litio y materiales ternarios. Las baterías de manganato de litio, titanato de litio y óxido de cobalto y litio son cada vez más caras debido a la eficiencia energética y al costo excepcional de los metales. Se convirtió en una opción de nicho, mientras que el fosfato de hierro y litio y las baterías ternarias de litio se utilizaron más ampliamente.

Una batería de litio ternaria se denomina "batería de material ternario", que generalmente se refiere a una batería de litio que utiliza material de cátodo ternario de níquel-cobalto-manganato o níquel-cobalto-litio (NCA). La sal, la sal de cobalto y la sal de manganeso se ajustan de manera diferente según la proporción de tres componentes diferentes, por lo que se denomina "ternaria" y contiene muchos tipos diferentes de baterías.

A diferencia de la forma, se puede dividir en baterías blandas, baterías cilíndricas y baterías cuadradas de carcasa dura. Su voltaje nominal puede alcanzar 3.6-3.8V, alta densidad de potencia, plataforma de alto voltaje, alta densidad de derivación, largo rango de crucero, gran potencia de salida y poca estabilidad a altas temperaturas, pero excelente rendimiento a bajas temperaturas y alto costo.