Celdas Cilíndricas vs. Prismáticas vs. de Bolsa en Baterías de Ión-Litio
Las baterías de ión-litio, conocidas como baterías Li-ion, son un tipo de batería secundaria (recargable) compuesta por celdas donde los iones de litio se mueven del ánodo a través de un electrolito hacia el cátodo durante la descarga y viceversa durante la carga. El cátodo, hecho de un compuesto intercalado de litio, define el nombre de la celda de la batería Li-ion, mientras que el ánodo suele estar hecho de grafito litíado poroso. El electrolito puede ser líquido, polímero o sólido y el separador es poroso para permitir el transporte de iones de litio y prevenir el cortocircuito y la fuga térmica de la celda.
La química, el rendimiento, el costo y las características de seguridad varían según los tipos de baterías de ión-litio. Las baterías de polímero de litio, utilizadas principalmente en electrónica portátil, tienen un gel polímero como electrolito, un material de cátodo de óxido de cobalto de litio (LiCoO2) y un ánodo de grafito, ofreciendo una alta densidad de energía. En general, las baterías Li-ion tienen una alta densidad de energía, no presentan efecto memoria y poseen baja autodescarga.
Tipos de Celdas en Baterías de Ión-Litio
Celdas Cilíndricas
Las celdas cilíndricas, usadas en baterías más antiguas de portátiles, tienen cuerpos sólidos sin terminales. Se fabrican en un modo característico de «rollo de gelatina», es decir, un largo «sándwich» de electrodos positivos y negativos, separados y enrollados en un solo carrete. Una ventaja de las celdas cilíndricas es su rápida velocidad de producción, aunque un inconveniente puede ser el gran gradiente de temperatura radial que se desarrolla en ellas a altas corrientes de descarga.
Celdas de Bolsa
Las celdas planas o de bolsa, usadas en teléfonos móviles y portátiles modernos, son baterías de polímero de ión-litio. No tienen un recinto rígido y utilizan un contenedor flexible sellado de lámina. Esta aproximación minimalista reduce el peso y permite celdas flexibles que se ajustan fácilmente al espacio disponible de un producto dado. Las baterías de bolsa, debido a la ausencia de carcasa, presentan la mayor densidad energética gravimétrica. Su diseño suave y ligero también ofrece más medidas de seguridad que las carcasas metálicas duras. Cuando ocurre un problema crítico con una celda de bolsa, usualmente debido a sobrecalentamiento o cortocircuito, la batería se expandirá visiblemente con gas.
Celdas Prismáticas
Las celdas prismáticas de baterías Li-ion tienen una carcasa rígida de plástico. Son más delgadas y ligeras que las celdas cilíndricas y se presentan en envases rectangulares de aluminio o acero. Estas celdas tienen una vida útil bastante larga, pero no son tan fáciles de mantener frescas en comparación con sus contrapartes cilíndricas.
Conclusión
Las baterías de ión-litio, incluyendo sus variadas formas de celdas cilíndricas, de bolsa y prismáticas, han revolucionado el almacenamiento de energía en dispositivos electrónicos. Cada tipo tiene sus ventajas y desventajas, adecuadas para diferentes aplicaciones. La elección entre ellas depende de factores como la densidad de energía requerida, el espacio disponible, el peso, la durabilidad y la seguridad.
