Las baterías de iones de litio son esenciales para la tecnología moderna, ya que alimentan teléfonos móviles, ordenadores 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.

 

¿Qué tipos de baterías de iones de litio podemos encontrar?

Hay más de un tipo de batería de iones de litio, y no todas son iguales. A continuación hemos descrito seis tipos de baterías de litio, así como sus composiciones y usos comunes:

 

Litio y óxido de cobalto

Litio y óxido de cobalto También conocidas como baterías de litio-cobalto o de iones de litio y cobalto, las baterías de óxido de litio y cobalto están hechas de carbonato de litio y cobalto. Debido a su muy alta energía específica, estas baterías se utilizan para teléfonos móviles, ordenadores portátiles y cámaras electrónicas. Tienen un cátodo de óxido de cobalto y utilizan el 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 las de otros tipos. Aun así, sus características las convierten en la elección popular para los teléfonos celulares y otros dispositivos electrónicos portátiles.

 

Óxido de litio-manganeso

Las baterías de óxido de litio-manganeso también se denominan comúnmente baterías de manganato de litio o baterías de iones de litio y manganeso y a veces se denominan li-manganeso o espinela de manganeso. La tecnología para este tipo de pilas se descubrió en el decenio de 1980, y la primera publicación sobre el tema apareció en el Boletín de Investigación de Materiales en 1983. Las primeras células comerciales de iones de litio hechas con óxido de litio-manganeso como material catódico fueron producidas en 1996 por Moli Energy.

Las pilas de óxido de manganeso de litio se caracterizan por su estabilidad a altas temperaturas y también son más seguras que otros tipos de pilas de iones de litio. Por esta razón, se utilizan a menudo en equipos y dispositivos médicos, pero también pueden utilizarse en herramientas eléctricas, bicicletas eléctricas y otros. También es posible utilizar baterías de litio-óxido de manganeso para alimentar ordenadores portátiles y automóviles con motor eléctrico.

Litio níquel cobalto óxido de aluminio

Litio fosfato de hierro

Las baterías de litio-fosfato de hierro (baterías de li-fosfato), utilizan el fosfato como cátodo. Se benefician de las propiedades de baja resistencia, que mejoran su seguridad y estabilidad térmica.

Otros beneficios incluyen la durabilidad y un largo ciclo de vida: las baterías completamente cargadas pueden almacenarse con pocos cambios en la vida total de la carga de la batería. Las baterías de fosfato de litio suelen ser también la opción más rentable cuando se tiene en cuenta su larga vida útil. No obstante, el voltaje inferior de la batería de li-fosfato significa que tiene menos energía que otros tipos de baterías de litio.

Por consiguiente, estas baterías se utilizan a menudo en motocicletas eléctricas, así como en otras aplicaciones que requieren un largo ciclo de vida y una seguridad importante. Los vehículos eléctricos suelen utilizar también estas baterías.

 

Litio níquel manganeso óxido de cobalto

También conocidas como baterías de óxido de cobalto de manganeso y litio o NMC, las baterías de óxido de cobalto de manganeso y litio níquel están hechas de varios materiales comunes en los tipos de baterías de iones de litio. Incluyen un cátodo hecho de una combinación de níquel, manganeso y cobalto.Litio fosfato de hierro

Al igual que otras variedades de baterías de litio, las baterías de NMC pueden tener una alta densidad de energía específica o una alta potencia específica. Sin embargo, no pueden tener ambas propiedades. Este tipo de batería es más común en herramientas eléctricas y en trenes de potencia para vehículos.

La relación de combinación de cátodos suele ser de 60 por ciento de níquel, 20 por ciento de manganeso y 20 por ciento de cobalto. Esto significa que el costo de la materia prima es menor que el de otras opciones de baterías de iones de litio, ya que el cobalto puede ser bastante caro. Estas baterías pueden bajar más su precio en el futuro, ya que algunos fabricantes de baterías están planeando cambiar la química de sus baterías a un porcentaje más alto de níquel para poder usar menos cobalto. Este tipo de batería es comúnmente preferido para los vehículos eléctricos debido a su muy baja tasa de autocalentamiento.

 

Litio níquel cobalto óxido de aluminio

Las baterías de óxido de aluminio de litio-níquel-cobalto también se llaman baterías NCA, y cada vez son más importantes en los trenes de energía eléctrica y en el almacenamiento de la red.

Las baterías NCA son poco comunes en la industria de consumo, pero son prometedoras para la industria automotriz. Estas baterías nos dan una opción de alta energía con una buena vida útil, pero no son tan seguras como podrían ser comparadas con otros tipos de baterías de iones de litio y son bastante costosas. Las baterías NCA deben ir acompañadas en los coches de medidas de seguridad que controlen su rendimiento y comportamiento para mantener a los conductores seguros.

 

Titanato de litio

Por último, el titanato de litio, también conocido como li-titanato, es una clase de batería que permite aplicaciones cada vez mayores. La principal ventaja de la batería de li-titanato es su notablemente rápido tiempo de recarga, gracias a su avanzada nanotecnología.

Las baterías de iones de litio son esenciales para la tecnología moderna, ya que alimentan teléfonos móviles, ordenadores portátiles, dispositivos médicos e incluso vehículos eléctricos. Actualmente, los fabricantes de vehículos y bicicletas eléctricas utilizan baterías de li-titanato, y existe la posibilidad de que este tipo de batería se utilice en autobuses eléctricos para el transporte público. A pesar de, este tipo de baterías poseen un voltaje propio más bajo, o una densidad de energía menor, que otras variedades de baterías de iones de litio, lo que puede presentar problemas para alimentar los vehículos de manera eficiente. Aun así, la densidad de las baterías de titanato de litio sigue siendo mayor que la de otras baterías que no son de iones de litio, lo cual es una ventaja.

Las aplicaciones de estas baterías pueden incluir usos militares y aeroespaciales, y también pueden utilizarse para almacenar energía eólica y solar y crear redes inteligentes.

 

¿Qué batería de iones de litio es la mejor?

Las baterías de iones de litio vienen en una gama de tipos y tienen una gran variedad de usos. Esto significa que algunas baterías de litio actuales se adaptan mejor que otras a determinadas aplicaciones. Lo más importante es elegir la batería que mejor se adapte a la tarea en cuestión.

También hay que tener en cuenta que la industria de las baterías de iones de litio cambia constantemente. Son numerosas las empresas y científicos de todo el mundo que están creando nuevas baterías para trabajar junto a las de iones de litio o para sustituirlas. A medida que estas nuevas baterías se desarrollen, será importante observar las que salgan a la luz.