La potente tecnología de las baterías de iones de litio está cambiando la forma en que muchos de nosotros realizamos nuestro trabajo. ¿Pero qué es una batería de iones de litio y cómo funciona?
Se encuentran en sus teléfonos y computadoras. En cepillos de dientes eléctricos y en un número cada vez mayor de dispositivos médicos. Alimentan la cámara de la puerta y el carrito de golf que utilizan para cruzar el campo. Quizás no suelan ver físicamente una batería de iones de litio, pero la encontrarán todos los días en casa y cada vez más en el lugar de trabajo, donde en todos los sectores están impulsando una nueva ola de innovación, sostenibilidad y eficiencia. Pero, ¿cómo funcionan?
Aunque no se requiere un conocimiento técnico profundo de la tecnología de iones de litio para mantener su teléfono encendido y sus dientes limpios, tener conciencia de lo que sucede dentro de una celda les ayudará a sacar el máximo provecho de estas baterías en el trabajo, donde incluso un conocimiento básico les ayudará a mantener el funcionamiento de sus operaciones, el cumplimiento de su empresa y la seguridad de sus empleados.
¿Qué son los iones de litio? Breve historia
Las baterías de litio comenzaron a desarrollarse ya en los primeros años de 1900, pero solo se volvieron comercialmente viables en la década de los setenta. Las primeras celdas no eran recargables, y los intentos de crear baterías de litio recargables revelaron los límites inherentes a esta tecnología, incluido el riesgo de cortocircuito de la batería en sí.
Esto tuvo repercusiones peligrosas, como las llamadas "fugas térmicas" y una retirada masiva del mercado de las baterías por parte de Japón en 1991, cuando alguien resultó herido por una de ellas.
Para abordar este problema, se inició la búsqueda de alternativas no metálicas que utilizaran iones de litio. A pesar de no estar libres de riesgos, estas soluciones eran mucho más estables y, en el mismo año en que muchas baterías de litio fueron retiradas del mercado, las primeras baterías de iones de litio (Li-ion) fueron aprobadas para uso comercial.
¿Qué es una batería de iones de litio?
A diferencia de su predecesora de litio, la batería de iones de litio es recargable. Naturalmente, esto la ha convertido en un tipo de batería muy interesante, con aplicaciones extendidas en todos los sectores.
Ligeras, confiables y potencialmente fabricables en tamaños muy reducidos, las baterías de iones de litio se han convertido en una fuente de energía común para una amplia gama de dispositivos electrónicos, desde los ya mencionados teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y electrodomésticos, hasta todo tipo de vehículos eléctricos e incluso sistemas de almacenamiento de energía a gran escala. Se pueden recargar rápidamente y con relativa facilidad, y no necesitan estar completamente cargadas antes de ser utilizadas (de hecho, se recomienda no cargarlas por completo, ya que la sobrecarga conlleva un mayor riesgo).
¿Cómo funcionan las baterías de iones de litio?
Las baterías de iones de litio generalmente contienen un ánodo, un cátodo y un separador que evita el contacto directo entre ambos. En pocas palabras, esto previene cortocircuitos en la batería. También contienen electrolitos y dos colectores de corriente (uno positivo y uno negativo).
El diseño real de la batería puede variar según la marca y el fabricante. En algunos casos, por ejemplo, un polímero se une al electrolito a nivel molecular. En estas situaciones, no es necesario que la celda contenga un separador.
Cuando la batería está en uso, los iones de litio atraviesan el electrolito hacia el cátodo. El movimiento de los iones de litio crea electrones libres en el ánodo, generando una carga en el colector de corriente positivo.
La corriente eléctrica luego fluye a través del dispositivo en cuestión hasta el colector de corriente negativo. Durante el proceso de carga, la operación se invierte (los iones de litio son liberados del cátodo y recibidos por el ánodo).
¿Cuánto duran las baterías de iones de litio sin ser recargadas?
La respuesta a esta pregunta varía según varios factores, como la capacidad de la batería, el uso del dispositivo y la edad de la batería. En general, una batería de iones de litio completamente cargada puede durar de 2 a 4 días sin necesidad de recarga, dependiendo del uso.
Sin embargo, si se utilizan para alimentar carretillas elevadoras de alta calidad en operaciones de almacén las 24 horas del día, los 7 días de la semana, notará que se agotan más rápidamente.
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Es importante notar que la batería no solo pierde carga cuando está en uso. Si la batería se deja sin usar durante largos periodos de tiempo, también se descargará. Es recomendable cargar regularmente la batería para asegurar un rendimiento óptimo y una vida útil más larga, pero evitando sobrecargarla. Como se mencionó anteriormente, esto acarrearía otros problemas. |
Batería de iones de litio vs. ácido de plomo
El uso de las baterías de iones de litio ha revolucionado la forma en que usamos y almacenamos energía, ofreciendo una opción más eficiente y confiable en comparación con las tradicionales baterías de plomo. Sin embargo, muchas empresas siguen siendo fieles a estas últimas. ¿Cómo se diferencian los dos tipos de baterías?
- En primer lugar, las baterías de iones de litio tienen una mayor densidad energética en comparación con las celdas de plomo. Esto significa que pueden almacenar más energía en un espacio más reducido.
- En segundo lugar, tienen una duración más prolongada, pueden ser recargadas más veces y no sufren del mismo "efecto memoria" que las baterías de plomo-ácido.
- Por último, las baterías de iones de litio son más ligeras y compactas que las de plomo, lo que las hace ideales para dispositivos portátiles como smartphones y laptops.
A pesar de su amplia difusión, las baterías de iones de litio aún tienen problemas relacionados con la seguridad y su impacto ambiental, tanto positivo como negativo. La investigación actual se centra en mejorar su rendimiento y aumentar su sostenibilidad.
Generalmente, son más costosas que las baterías de plomo, tanto en la compra inicial como en la instalación. Se requiere invertir en soluciones de almacenamiento específicas para proteger al personal y al espacio de trabajo de los riesgos de incendio o explosión de las baterías (y para proteger las baterías de factores externos que podrían dañarlas, como el calor).
Además, deben ser desechadas de manera responsable, lo cual también se aplica a las baterías de plomo-ácido.
En general, si las circunstancias lo permiten, las baterías de iones de litio suelen ser la mejor opción para la mayoría de las aplicaciones, gracias a su mayor densidad energética, mayor durabilidad y tamaño reducido.
¿Pueden los iones de litio mejorar sus actividades?
Ya sea que ya esté utilizando baterías de iones de litio o esté considerándolas por primera vez, esta tecnología tiene el potencial de ayudarlo a hacer más gastando menos. Esperamos que este artículo le ayude a sentirse más seguro al respecto y a utilizar las baterías de iones de litio de manera más responsable en sus actividades.
