Composición de la Batería de Litio Metálico
Las baterías de litio metálico, conocidas también como células primarias a base de litio, son baterías no recargables que utilizan litio metálico como ánodo. Estas baterías destacan por su bajo índice de autodescarga, lo que les confiere una vida útil prolongada en el estante, de hasta 10 años, incluso en temperaturas de hasta 70 grados Celsius.
Tipos Comunes de Células de Litio
Dentro de la variedad de células de litio metálico, las más comunes incluyen:
- Célula de Dióxido de Manganeso y Litio: Utiliza una lámina de litio como ánodo y dióxido de manganeso como cátodo, con un voltaje de celda total de 3 voltios.
- Célula de Disulfuro de Hierro y Litio: Con un anodo de litio y un cátodo de disulfuro de hierro, esta batería presenta un voltaje nominal de 1.5 voltios y es frecuentemente usada en baterías AA de alto rendimiento.
- Célula de Cloruro de tionilo y Litio: Conocida por su alta densidad de energía, esta célula puede tener una vida útil de servicio de 15 a 20 años.
- Célula de Aire y Litio: Similar a las células de aire y zinc, presenta una densidad de energía teóricamente alta.
Es crucial diferenciar las baterías primarias de litio de las secundarias de iones de litio o polímeros de litio, que son recargables y no contienen litio metálico.
Reacción Química en Células de Litio/MnO2
La reacción química en una célula de dióxido de manganeso y litio es la siguiente:
Li(s) + MnIVO2(s) ⇌ MnIIIO2(Li+) [E° = +3.19 V]
Características del Litio en Baterías
El litio se destaca como material de electrodo por su bajo potencial y alta conductividad. Su naturaleza blanda y maleable permite extruirlo en láminas delgadas. Las baterías de litio se clasifican comúnmente por el material del cátodo y el voltaje. Por ejemplo, usar un cátodo de disulfuro de hierro resulta en una batería de 1.5 voltios.
Composición de la Batería de Litio/MnO2
La batería de litio metálico (célula Li/MnO2) consta de cinco componentes principales:
- Tapa (terminal negativo): Cubre y protege los componentes internos.
- Ánodo: El material activo es litio metálico. Los iones Li+ se disuelven y difunden a través del electrolito y el separador hacia el cátodo.
- Separador: Una membrana permeable entre el ánodo y el cátodo.
- Cátodo: El material activo es dióxido de manganeso (MnO2), que se reduce de un estado tetravalente a trivalente.
- Electrolito: Una mezcla de solventes orgánicos con una sal de metal alcalino disuelta.
- Lata (terminal positivo): Contiene y cierra la batería.
Figura: Construcción esquemática de una célula de botón Li/MnO2. Fuente: varta-ag.com
La primera letra en el sistema estándar IEC identifica la composición química de la batería, siendo «C» para las baterías de litio metálico (como CR2032).
