La tecnología de la batería de litio ha ido mejorando lentamente para crear productos mucho más estables. Obtenga más información sobre PHEV y la tecnología de baterías de litio. Las baterías de iones de litio son increíblemente populares en estos días. Puede encontrarlos en computadoras portátiles, PDA, teléfonos celulares y iPods. Son tan comunes porque, libra por libra, son algunas de las baterías recargables más energéticas disponibles.
Las baterías de iones de litio también han estado en las noticias últimamente. Eso es porque estas baterías tienen la capacidad de estallar en llamas ocasionalmente. No es muy común, solo dos o tres paquetes de baterías por millón tienen un problema, pero cuando sucede, es extremo. En algunas situaciones, la tasa de fallas puede aumentar y, cuando eso sucede, termina con un retiro de batería en todo el mundo que puede costar a los fabricantes millones de dólares.
Entonces, la pregunta es, ¿qué hace que estas baterías sean tan enérgicas y tan populares? ¿Cómo estallan en llamas? ¿Y hay algo que pueda hacer para prevenir el problema o ayudar a que sus baterías duren más? En este artículo, responderemos estas preguntas y más.
Las baterías de iones de litio son populares porque tienen una serie de ventajas importantes sobre las tecnologías de la competencia:
Eso no quiere decir que las baterías de iones de litio sean perfectas. También tienen algunas desventajas:
Muchas de estas características se pueden entender observando la química dentro de una celda de iones de litio. Veremos esto a continuación.
Dentro de una batería de iones de litio y una celda
Los paquetes de baterías de iones de litio vienen en todas las formas y tamaños, pero todos tienen el mismo aspecto por dentro. Si tuviera que desarmar la batería de una computadora portátil (algo que NO recomendar debido a la posibilidad de que se produzca un cortocircuito en la batería y se produzca un incendio), encontrará lo siguiente:
Si la batería se calienta demasiado durante la carga o el uso, la computadora apagará el flujo de energía para tratar de enfriar las cosas. Si deja su computadora portátil en un automóvil extremadamente caliente e intenta usar la computadora portátil, esta computadora puede impedir que se encienda hasta que se enfríe. Si las celdas alguna vez se descargan por completo, el paquete de baterías se apagará porque las celdas están arruinadas. También puede realizar un seguimiento de la cantidad de ciclos de carga/descarga y enviar información para que el medidor de batería de la computadora portátil pueda indicarle cuánta carga queda en la batería.
Es una pequeña computadora bastante sofisticada, y extrae energía de las baterías. Este consumo de energía es una de las razones por las que las baterías de iones de litio pierden el 5 % de su energía cada mes cuando están inactivas.
Células de iones de litio
Como la mayoría de las baterías, tiene una carcasa exterior de metal. El uso de metal es particularmente importante aquí porque la batería está presurizada. Esta caja de metal tiene algún tipo de orificio de ventilación sensible a la presión . Si la batería alguna vez se calienta tanto que corre el riesgo de explotar debido a la sobrepresión, este respiradero liberará la presión adicional. La batería probablemente será inútil después, por lo que esto es algo que debe evitarse. El respiradero está estrictamente allí como medida de seguridad. También lo es el Coeficiente de temperatura positivo (PTC) interruptor, un dispositivo que se supone que evita que la batería se sobrecaliente.
Esta caja de metal alberga una larga espiral formada por tres finas láminas prensadas entre sí:
Dentro de la caja estas láminas están sumergidas en un solvente orgánico que actúa como electrolito. El éter es un solvente común.
El separador es una lámina muy fina de plástico microperforado. Como su nombre lo indica, separa los electrodos positivo y negativo mientras permite el paso de los iones.
El electrodo positivo está hecho de óxido de cobalto de litio o LiCoO2 . El electrodo negativo está hecho de carbono. Cuando la batería se carga, los iones de litio se mueven a través del electrolito desde el electrodo positivo al electrodo negativo y se adhieren al carbón. Durante la descarga, los iones de litio regresan al LiCoO2 del carbono.
El movimiento de estos iones de litio ocurre a un voltaje bastante alto, por lo que cada celda produce 3,7 voltios. Esto es mucho más alto que los 1.5 voltios típicos de una pila alcalina AA normal que compra en el supermercado y ayuda a que las baterías de iones de litio sean más compactas en dispositivos pequeños como teléfonos celulares. Consulte Cómo funcionan las baterías para obtener detalles sobre las diferentes químicas de las baterías.
Veremos cómo prolongar la vida útil de una batería de iones de litio y exploraremos por qué pueden explotar a continuación.
Vida útil y muerte de la batería de iones de litio
Varios informes noticiosos de los últimos seis meses describen computadoras portátiles con baterías de iones de litio que se incendiaron. Los paquetes de baterías de iones de litio son costosos, por lo que si desea que el suyo dure más, aquí hay algunas cosas que debe tener en cuenta:
Baterías explosivas
Ahora que sabemos cómo mantener las baterías de iones de litio funcionando por más tiempo, veamos por qué pueden explotar.
Si la batería se calienta lo suficiente como para encender el electrolito, se producirá un incendio. Hay clips de video y fotos en la Web que muestran cuán serios pueden ser estos incendios. El artículo de CBC, "Summer of the Exploding Laptop", resume varios de estos incidentes.
Cuando ocurre un incendio como este, generalmente es causado por un cortocircuito interno en la batería. Recuerde de la sección anterior que las celdas de iones de litio contienen una lámina separadora que mantiene separados los electrodos positivo y negativo. Si esa hoja se perfora y los electrodos se tocan, la batería se calienta muy rápido. Es posible que haya experimentado el tipo de calor que puede producir una batería si alguna vez ha puesto una batería normal de 9 voltios en su bolsillo. Si una moneda hace un cortocircuito entre los dos terminales, la batería se calienta bastante.
En una falla del separador, ese mismo tipo de cortocircuito ocurre dentro de la batería de iones de litio. Dado que las baterías de iones de litio son tan energéticas, se vuelven muy caliente. El calor hace que la batería libere el solvente orgánico usado como electrolito, y el calor (o una chispa cercana) puede encenderlo. Una vez que eso sucede dentro de una de las celdas, el calor del fuego cae en cascada a las otras celdas y todo el paquete se incendia.
Es importante tener en cuenta que los incendios son muy raros. Aún así, solo se necesitan un par de incendios y un poco de cobertura mediática para provocar un retiro del mercado.
Publicado originalmente:14 de noviembre de 2006