Introducción a las Baterías LiFePo4
Las baterías de iones de litio, conocidas como baterías Li-ion, son un tipo de batería secundaria (recargable) que se compone de celdas donde los iones de litio se mueven del ánodo al cátodo a través de un electrolito durante la descarga, y regresan cuando se cargan. Entre sus ventajas destacan el alto voltaje de las celdas, la alta densidad energética y la ausencia de efecto memoria.
LiFePO4: Una Opción para la Producción a Gran Escala
La batería LiFePO4 es candidata para la producción a gran escala de baterías de iones de litio, como en aplicaciones de vehículos eléctricos, debido a su bajo costo, excelente seguridad y alta durabilidad de ciclo.
Composición y Funcionamiento
El cátodo de las baterías Li-ion está hecho de un material compuesto (un compuesto de litio intercalado) y define el nombre de la celda de batería Li-ion. El ánodo suele ser de grafito litio poroso. El electrolito puede ser líquido, polímero o sólido, y el separador es poroso para permitir el transporte de iones de litio y prevenir cortocircuitos y fuga térmica.
Diferencias con las Baterías Primarias de Litio
Es importante distinguir las baterías primarias de litio no recargables (como las pilas botón CR2032 3V) de las baterías secundarias de iones de litio o polímero de litio, que son recargables. Las baterías primarias contienen litio metálico, a diferencia de las baterías de iones de litio.
Tipos de Baterías de Iones de Litio
Las baterías de iones de litio se categorizan según el material del cátodo. Existen dos tipos de electrodos: intercalación y conversión. Los electrodos de intercalación funcionan como materiales anfitriones donde pueden intercalarse los iones de litio, como en el caso del LiCoO2 y sus derivados. Los materiales de cátodo de conversión son candidatos clave para la próxima generación de baterías recargables de Li y Li-ion.
- Litio Cobalto Óxido (LiCoO2): Común en móviles, tabletas, laptops y cámaras.
- Litio Manganeso Óxido (LiMn2O4): Utilizado en herramientas eléctricas, dispositivos médicos y trenes de potencia.
- Níquel Manganeso Cobalto (LiNiMnCoO2) – NMC: Presente en herramientas eléctricas, bicicletas eléctricas y otros trenes de potencia eléctrica.
- Fosfato de Hierro y Litio (LiFePO4) – LFP: Empleado en vehículos, aplicaciones estacionarias a gran escala y sistemas de respaldo de energía.
- Óxido de Níquel Cobalto Aluminio (LiNiCoAlO2) – NCA: Aparecido en 1999, se utiliza en aplicaciones especiales y ofrece alta energía específica, larga vida útil y buena potencia específica.
Otros Tipos de Baterías
Existen diversos tipos de baterías, clasificadas por tamaño, formato, química y aplicaciones. Algunos ejemplos incluyen baterías AA, AAA, C, D, baterías CR y LR, y formatos como 18650 y 21700.
- Baterías Primarias: Incluyen baterías alcalinas, de metal litio, zinc-carbono, zinc-cloruro y óxido de plata.
- Baterías Secundarias: Comprenden las baterías de iones de litio, polímero de litio, NiMH, NiCd y de plomo-ácido.
- Aplicaciones: Desde sistemas UPS, baterías para vehículos eléctricos y autos de 12V hasta baterías para laptops y teléfonos móviles.
- Voltajes: Varían desde 1.2V hasta 24V.
