Las mejores fuentes modernas de energía galvánica de pequeño tamaño son elementos que utilizan compuestos de litio como componente activo. Este material tiene la masa más pequeña de todos los metales disponible para uso práctico, debido a que tiene el mayor potencial electroquímico. Esto le permite obtener la mayor densidad de corriente por unidad de peso de las baterías fabricadas.
Contenido
Características tecnológicas
Las baterías fabricadas con tecnología que utiliza electrodos de litio e incorporan este metal al electrolito tienen excelentes parámetros técnicos, alta capacidad, alta corriente de funcionamiento, durabilidad y compacidad.
Uno de los tipos más comunes de tales baterías son los productos de iones de litio (Li Ion) y polímeros de litio (Li Polymer). Tienen muchas características de diseño similares, pero también algunas diferencias que afectan su rendimiento.
Consideremos con más detalle qué características y diferencias son las baterías hechas con estas tecnologías.
¿Qué tienen en común las baterías Li Ion y Li Pol?
Ambos tipos de fuentes de energía consideradas tienen las siguientes características idénticas:
- construcción idéntica de electrodos que contienen material de carbono (generalmente grafito) en el ánodo y óxido de cobalto, vanadio u manganeso en el cátodo;
- una reacción química similar, como resultado de la cual existe una fuerza electromotriz en las células de litio, debido a la interacción de electrodos separados por un electrolito con la inclusión de sales de litio;
- el mismo voltaje nominal igual a 3.7 voltios;
- la misma vida útil de 2-3 años;
- La similitud del diseño permite el uso de los mismos cargadores para ambos tipos de baterías;
- no tienen un efecto de memoria, pero son sensibles a una descarga fuerte y son peligrosos cuando se sobrecargan (más de 4.2 voltios), en los cuales puede ocurrir un incendio o explosión;
- No se permite usar ambos tipos de baterías en presencia de daños y después de una descarga fuerte (por debajo de 2.7 voltios).
Diferencias entre las baterías Li Ion y Li Pol
Las baterías de litio difieren del ion de litio principalmente en el estado físico del electrolito.
En el primer caso, se usa un electrolito de polímero sólido, o placas con inclusiones de un electrolito similar a un gel, y en el segundo caso, los electrodos están separados por una sustancia activa líquida.
El uso de un electrolito completamente seco reduce su actividad, por lo tanto, para mejorar las características operativas de las baterías, se le agregan inclusiones de un electrolito semilíquido en gel.
El uso de una capa de electrolito de polímero en lugar de un separador poroso lleno de electrolito complica el proceso y aumenta su costo, pero permite fuentes de energía más convenientes y seguras durante la operación.
| Característica | Ion de litio | Polímero de litio |
|---|---|---|
| Densidad de energía | Alta | Bajo |
| Efecto del envejecimiento | Con el tiempo, pierde capacidad | También pierde, pero no es tan intenso como el ion de litio. |
| Posibilidades de una explosión | Puede explotar cuando se recarga | A prueba de explosiones |
| Costo | Barato | Queridos |
| Tiempo de carga | Carga por mucho tiempo | Carga significativamente más rápido |
| Peso | Mas duro | Más fácil |
Al mismo tiempo, el uso de polímero seco reduce la actividad del electrolito y proporciona parámetros eléctricos aceptables solo a altas temperaturas.A este respecto, en la producción de la mayoría de las fuentes modernas de polímero de litio, se utiliza tecnología híbrida, en la que se agregan inclusiones de un electrolito similar al gel al material de polímero seco. Esto aumenta su conductividad iónica mientras mantiene un alto rendimiento.
Que la batería de iones de litio es mejor que el polímero de litio
Las fuentes de alimentación de iones de litio tienen las siguientes ventajas sobre el polímero de litio:
- El uso de un electrolito líquido más activo permite obtener una mayor densidad de energía y mejores características de transferencia de corriente a temperaturas normales y bajas;
- la producción de tales baterías es más barata que las celdas de polímero de litio;
- Resisten un mayor número de ciclos de trabajo de descarga y carga, tienen una vida útil prolongada.
Al mismo tiempo, el uso de líquido electrolítico activo dentro de la caja de tales baterías causa una serie de desventajas:
- es necesario usar carcasas más selladas y duraderas para evitar fugas de electrolitos;
- aumenta el peso total de las baterías;
- la universalidad de uso disminuye;
- Las baterías de iones de litio son más explosivas, tienen más miedo a la sobrecarga, requieren el uso de dispositivos especiales de protección incorporados;
- necesitan una carga más larga con un control obligatorio de voltaje y temperatura máximos;
- tienen menos capacidad con el mismo tamaño;
- La alta actividad del electrolito líquido provoca un envejecimiento más rápido de los modelos de baterías de iones de litio, que pierden aproximadamente el 0.1% de la capacidad total por mes.
Que la batería de polímero de litio es mejor que el ion de litio
Las fuentes de alimentación de Li po tienen las siguientes ventajas:
- el uso de electrolitos secos o semisecos permite la fabricación de baterías compactas de cualquier forma y tamaño, además de hacerlas flexibles;
- tienen menos peso y tamaño en comparación con las baterías de iones de litio idénticas en rendimiento;
- mayor capacidad (casi el doble) con la misma capacidad total de la batería;
- mejor seguridad y menos riesgo de sobrecarga, sin riesgo de fuga de electrolitos;
- se requiere menos tiempo para cargar;
- Menos desgaste.
Las fuentes de alimentación de polímero de litio también tienen desventajas:
- densidad de energía reducida, por lo que tienen menos corriente de descarga permitida y menos potencia máxima dada;
- son más caros de fabricar;
- Soportan menos ciclos de carga y descarga.
¿Qué es mejor elegir li ion o li polímero?
No hay tanta diferencia entre ambos tipos de baterías, lo que haría una elección inequívoca a favor de una u otra batería. La elección del tipo de batería requerida debe realizarse según cada caso específico.
Si necesita usar baterías compactas y sin pretensiones, es mejor optar por la versión de polímero de litio.
Si es necesario, para garantizar una vida útil más larga y obtener una corriente de descarga más potente, es mejor usar una fuente de energía de iones de litio. Esta opción es más aceptable y si desea ahorrar dinero en la compra de la batería.
Ambos tipos de baterías tienen excelentes características eléctricas, muchas veces mejores que las baterías de sal, alcalinas e hidruro metálico. Bajo las condiciones de operación correctas, evitando fuertes descargas y sobrecargas, ambos tipos de baterías pueden durar varios años, emitiendo alta corriente y voltaje.
