Paso 5: Datos sobre ion de litio:
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La batería de iones de litio
El trabajo pionero con la batería de litio empezó en 1912 bajo G.N. Lewis pero no fue hasta la década de 1970 cuando las baterías de litio no recargable primeras se convirtió en disponibles en el mercado. litio es el más ligero de todos los metales, tiene el mayor potencial electroquímico y proporciona la mayor densidad de energía por peso.
Tentativas para desarrollar baterías de litio recargables fallaron debido a problemas de seguridad. Debido a la inestabilidad inherente del metal del litio, especialmente durante la carga, investigación cambió de puesto a una batería de litio no metálico usando iones de litio. Aunque ligeramente inferior en densidad de energía metal de litio, ion de litio es seguro, siempre y cuando se cumplan ciertas precauciones cuando carga y descarga. En 1991, Sony Corporation comercializa la primera batería de iones de litio. Otros fabricantes siguieron el juego.
La densidad de energía de iones de litio es generalmente doble del estándar de niquel-cadmio. Hay potencial de mayores densidades de energía. Las características de carga son razonablemente buenas y comportan de manera similar al níquel-cadmio en cuanto a la descarga. El voltaje de la celda alta de 3,6 voltios permite diseños de paquete de batería con una única célula. La mayoría de los teléfonos móviles de hoy ejecuta en una sola celda. Un paquete de base de níquel requeriría tres células de 1,2 voltios conectadas en serie.
Iones de litio es una batería de bajo mantenimiento, una ventaja que no pueden reclamar más otros químicos. No hay memoria y no ciclismo programada es necesario para prolongar la vida de la batería. Además, la descarga es menos de la mitad en comparación con niquel-cadmio, que hace muy adecuado para aplicaciones de combustible moderno medidor de iones de litio. celdas de iones de litio causan poco daño al eliminarse.
A pesar de sus ventajas generales, de iones de litio tiene sus desventajas. Es frágil y requiere un circuito de protección para mantener una operación segura. Construido en cada paquete, el circuito de protección limita el voltaje máximo de cada pila durante la carga y evita que el voltaje de la celda de caer demasiado baja en la descarga. Además, la temperatura de la celda se controla para evitar temperaturas extremas. La carga máxima y corriente en la mayoría de los paquetes son está limitada a entre 1 y 2C. Con estas precauciones en el lugar, prácticamente se elimina la posibilidad de litio metálico que ocurre debido a la sobrecarga de la galjanoplastia.
El envejecimiento es un problema con la mayoría de las baterías de iones de litio y muchos fabricantes de guardan silenciosas sobre este tema. Algún deterioro de la capacidad es sensible después de un año, si la batería está en uso o no. La batería con frecuencia falla después de dos o tres años. Cabe señalar que otros químicos también tienen efectos degenerativos relacionados con la edad. Esto es especialmente cierto para níquel hidruro metálico si se exponen a temperaturas altas. Al mismo tiempo, iones de litio son conocidos por haber trabajado durante cinco años en algunas aplicaciones.
Fabricantes están mejorando constantemente iones de litio. Combinaciones químicas nuevas y mejoradas son introducidas cada seis meses o menos. Con tan rápidos progresos, es difícil evaluar cómo envejecerá la batería revisada.
Almacenamiento en un lugar fresco y retarda el proceso de envejecimiento de iones de litio (y otros químicos). Los fabricantes recomiendan temperaturas de almacenamiento de 15∞C (59∞F). Además, la batería debe cargarse parcialmente durante el almacenamiento. El fabricante recomienda una carga de 40%.
La batería de iones de litio más económica en términos de cociente de costo de energía es la cilíndrica 18650 (tamaño es 18 mm x 65.2 mm). Esta célula se utiliza para la computación móvil y otras aplicaciones que no exigen geometría Ultra delgada. Si se requiere un paquete delgado, la célula de iones de litio prismático es la mejor opción. Estas células vienen a un costo más alto en términos de energía almacenada.
Ventajas
ï alta densidad de energía - potencial de capacidades aún mayores.
ï no necesita cebado prolongada cuando está nuevo. Una carga regular es todo lo que necesita.
ï relativamente baja autodescarga - descarga es menos de la mitad de las baterías basadas en níquel.
ï bajo mantenimiento - no descarga periódica es necesaria; no hay memoria.
ï células de especialidad pueden proporcionar muy alta corriente a aplicaciones como herramientas de poder.
Limitaciones
ï requiere circuito de protección para mantener el voltaje y la corriente dentro de límites seguros.
ï sujeto a envejecimiento, aunque no esté en uso - almacenamiento en un lugar fresco en el 40% de carga reduce el efecto de envejecimiento.
restricciones de transporte ï - envío de cantidades más grandes puede someterse a control reglamentario. Esta restricción no se aplica a las pilas de equipaje personal.
ï costoso fabricar - cerca de un 40 por ciento superior en costo de niquel-cadmio.
ï no totalmente maduro - metales y productos químicos están cambiando de manera continua.
La batería de polímero de litio
El polímero de litio se diferencia de los sistemas de batería convencional en el tipo de electrólito utilizado. El diseño original, que se remonta a la década de 1970, utiliza un electrolito polímero sólido seco. Este electrolito se asemeja a una película de plástico que no conduce electricidad pero facilita el intercambio de iones (átomos eléctricamente cargados o grupos de átomos). El electrolito de polímero sustituye el tradicional separador poroso, que está empapado con el electrólito.
El diseño del polímero seco ofrece simplificaciones con respecto a la fabricación, robustez, seguridad y geometría de perfil fino. Con un espesor de célula mide apenas un milímetro (0,039 pulgadas), diseñadores de equipos quedan a su imaginación en cuanto a forma, tamaño y forma.
Por desgracia, el polímero de litio seco sufre de pobre conductividad. La resistencia interna es demasiado alta y no puede ofrecer las ráfagas actuales necesarias para alimentar dispositivos de comunicación modernos y girar a los discos duros de equipos computacionales móviles. Calentamiento de la celda a 60∞C (140∞F) y más alto aumenta la conductividad, un requisito que no es adecuado para aplicaciones portátiles.
Para transigir, se ha añadido algún electrólito gelificado. Las células comerciales utilizan un separador / membrana de electrolito preparado de la misma tradicional polietileno poroso o separador de polipropileno llenas con un polímero, que geles de relleno de electrolito líquido. Así las células de polímero de iones de litio comercial son muy similares en química y materiales a sus piezas contrarias de electrolito líquido.
Polímero de iones de litio no ha pillado tan rápidamente como algunos analistas habían esperado. Su superioridad frente a otros sistemas y costos de fabricación bajos no se ha realizado. No hay mejoras en ganancias de capacidad se logran - de hecho, la capacidad es ligeramente inferior de la batería estándar de ion de litio. Polímero de iones de litio encuentra su nicho de mercado en geometrías finísimo, tales como las baterías para las tarjetas de crédito y otras tales aplicaciones.
Ventajas
ï muy bajo perfil - baterías que se asemeja el perfil de una tarjeta de crédito son factibles.
factor de forma Flexible de ï - fabricantes no están obligados por los formatos estándar de la célula. Con volumen alto, cualquier tamaño razonable puede ser producido económicamente.
ï peso ligero - electrolitos gelificadas permiten empaquetado simplificado mediante la eliminación de la cáscara del metal.
ï mejora seguridad - más resistente a la sobrecarga; menos posibilidades de fugas de electrólito.
Limitaciones
ï disminuir la densidad de energía y disminución del conteo de ciclo en comparación con el litio.
ï costoso fabricar.
ï no hay tamaños estándar. Mayoría de las células se produce para los mercados de consumo de alto volumen.
ï alto costo energía cociente de iones de litio
