¿Cuáles son los tipos de electrolitos de batería?

Cada batería tiene un ánodo y un cátodo para retener la carga, pero no hay manera de que estos dos puedan facilitar el flujo de electrones de una a otra sin un electrolito. Entonces, el electrolito juega un papel vital en el funcionamiento de una batería con el proceso de reacción química. Dado que las tecnologías de baterías están evolucionando, se han realizado múltiples cambios innovadores, incluido el avance en la tecnología de electrolitos.

Hoy en día, tenemos múltiples tipos de electrolitos que tienen diferentes propiedades y aplicaciones. Por lo tanto, los usuarios obtienen diferentes ventajas al utilizar el tipo correcto de electrolito. En este artículo descubriremos diferentes tipos de electrolitos de batería.

Clasificación de electrolitos de batería tradicional

Desde una perspectiva tradicional, los electrolitos se han dividido en dos categorías principales según su forma física. Estos son electrolitos acuosos y no acuosos con beneficios y aplicaciones únicos. Entonces, aquí hay una descripción general de estas dos clases de electrolitos.

Electrolitos acuosos

Las soluciones a base de agua con iones disueltos de ácidos, bases o sales forman electrolitos acuosos. Los ejemplos más típicos son el hidróxido de potasio en las baterías de níquel-cadmio y el ácido sulfúrico en las baterías de plomo-ácido. Una de las mayores aplicaciones de estas baterías son las baterías de arranque de automóviles porque proporcionan altas sobrecorrientes que ayudan a arrancar el motor.

Otras aplicaciones incluyen dispositivos electrónicos portátiles, y estas baterías también son útiles para que los sistemas de energía de emergencia proporcionen energía ininterrumpida durante períodos prolongados. Los electrolitos acuosos son rentables en comparación con otros; Estos son más seguros y tienen menos impacto ambiental debido a niveles más bajos de toxicidad.

Electrolitos no acuosos

Las sales de litio se disuelven frecuentemente en disolventes orgánicos como carbonato de etileno o carbonato de dimetilo para crear electrolitos no acuosos. Estos electrolitos son los que están frecuentemente presentes en las baterías de iones de litio o de polímero de litio. Estos electrolitos son buenos para proporcionar una alta densidad de energía y una larga vida útil. Además, estos pueden mantener un buen rendimiento dentro de un rango de temperatura más amplio.

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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Debido a estos beneficios, estos electrolitos se usan comúnmente con la tecnología de baterías de litio en teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y otras baterías de dispositivos. Su alta densidad energética y larga vida útil las convierten en una buena opción para las baterías de vehículos eléctricos. La alta densidad de energía hace que los electrolitos no acuosos sean una excelente opción para aplicaciones aeroespaciales y de defensa. Estas aplicaciones implican rangos de temperatura críticos y requisitos de densidad de energía.

Clasificación de electrolitos sólidos.

Uno de los tres tipos de electrolitos son los electrolitos sólidos. Es un tipo bastante nuevo que está ganando popularidad rápidamente debido a su estabilidad, confiabilidad y características de seguridad en comparación con otros tipos de electrolitos. En el tipo de electrolito sólido, tenemos 3 clasificaciones más, que incluyen electrolitos sólidos orgánicos, inorgánicos y compuestos.

Electrolitos sólidos orgánicos

Los polímeros orgánicos con características conductoras de iones se utilizan comúnmente para crear electrolitos sólidos orgánicos. El óxido de polietileno (PEO) y sus derivados son ejemplos. La flexibilidad de estos electrolitos los convierte en una buena opción para la electrónica portátil.

De manera similar, los dispositivos médicos que requieren un suministro de energía confiable pueden usar baterías fabricadas con electrolitos sólidos orgánicos. Otra aplicación son los dispositivos electrónicos portátiles debido a la seguridad que ofrecen estos electrolitos.

Electrolitos sólidos inorgánicos

Los electrolitos sólidos inorgánicos suelen estar hechos de materiales cerámicos o de vidrio, como estructuras a base de granate u oxinitruro de fósforo y litio (LiPON). Los electrolitos sólidos inorgánicos se utilizan en unidades de almacenamiento de energía de redes, vehículos eléctricos y aplicaciones aeroespaciales debido a su estabilidad térmica, longevidad, capacidad, confiabilidad y seguridad adicional.

Electrolitos sólidos compuestos

Los electrolitos sólidos compuestos mezclan componentes orgánicos e inorgánicos para combinar los beneficios de cada uno. Los electrolitos sólidos compuestos se utilizan en electrónica de consumo de alta gama y vehículos eléctricos híbridos. Además, la alta densidad de energía y la seguridad que ofrecen los electrolitos compuestos los convierten en un buen uso de las baterías r en aplicaciones de energía industrial.

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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Algo común entre todas estas clasificaciones de electrolitos sólidos es la fiabilidad y seguridad que ofrecen. Sin embargo, algunas diferencias y limitaciones están asociadas con cada clasificación, lo que hace que sus casos de uso sean diferentes.

Clasificación de electrolitos en gel

Los electrolitos en gel proporcionan un punto medio entre los extremos de los electrolitos líquidos y sólidos, ofreciendo una gama bien equilibrada de características que los hacen valiosos para diversas aplicaciones. Estos electrolitos a base de gel tienen muchos usos debido a sus cualidades y beneficios únicos. Los electrolitos en gel se dividen principalmente en dos categorías:

Electrolitos de gel polimérico

Los polímeros orgánicos como el óxido de polietileno (PEO), el poliacrilonitrilo (PAN) o el cloruro de polivinilo (PVC) se combinan con un electrolito líquido para crear electrolitos de gel polimérico, que tienen la consistencia de un gel. El componente líquido ayuda a la conducción de iones, mientras que los polímeros aportan estabilidad mecánica.

Proporcionan flexibilidad mecánica, lo que las convierte en una buena opción para las baterías de tecnología portátil. Los electrolitos de gel polimérico no tienen fugas debido a su consistencia y también aportan una densidad de energía moderada, lo que los convierte en una buena elección para baterías utilizadas en aplicaciones versátiles.

Algunas de las aplicaciones de las baterías con este electrolito incluyen productos electrónicos de consumo como computadoras portátiles y teléfonos inteligentes. También se utilizan en vehículos eléctricos ligeros y sistemas fotovoltaicos.

Electrolitos de gel inorgánicos

Las sustancias inorgánicas como el gel de sílice, el circonio o el pentóxido de fósforo se combinan con un disolvente para formar electrolitos inorgánicos similares a geles. El elemento inorgánico aporta rigidez a la estructura. Los electrolitos en gel inorgánicos proporcionan varias características beneficiosas que los hacen ideales para aplicaciones particulares.

En primer lugar, ofrecen más estabilidad térmica que sus equivalentes orgánicos, lo que los hace más resistentes a diversos cambios de temperatura. En segundo lugar, la longevidad de la batería aumenta ya que estos electrolitos suelen ser químicamente inertes o no reaccionan rápidamente con otras partes de la batería.

En tercer lugar, tienen una excelente conductividad iónica, especialmente cuando se exponen a altas temperaturas, al tiempo que tienen una estructura que se asemeja a un gel y es prácticamente sólida. Por lo tanto, las baterías que tienen este electrolito son buenas para sistemas de respaldo de energía a nivel residencial, comercial e industrial.

Conclusión

Las baterías no pueden funcionar sin el electrolito, ya que funciona como camino de flujo de iones entre los extremos positivo y negativo de la batería. Dado que las baterías han evolucionado mucho, hoy en día utilizamos diferentes tipos de electrolitos en ellas. Para aprovechar la capacidad máxima de la tecnología de una batería, es esencial utilizar el tipo correcto de electrolito.

Por lo tanto, ya sea que esté trabajando en una aplicación industrial o personal, comprender el tipo de electrolito y la tecnología de la batería le ayudará a trabajar mucho mejor. Será útil cuando trabaje con un nuevo tipo de electrolito para su caso de uso.