Cómo funcionan las baterías de litio

Las baterías de iones de litio están en nuestro día a día, ya que podemos encontrarlas en los SmartPhones y hasta en el ratón inalámbrico. Por esta razón en este artículo nos vamos a adentrar en cómo funcionan este tipo de baterías, así sabrás cómo utilizarlas mejor. Y no solo esto, al saber su funcionamiento, sabrás cómo cuidarlas y prolongar al máximo su vida útil.

Con tantos dispositivos inalámbricos, la autonomía de las baterías de litio es uno de los mayores quebraderos para los diseñadores de estas, sin duda alguna. Ya que siempre se intenta fomentar su capacidad y autonomía, pero poco a poco surgen algunos problemas. Debido a que ahora la autonomía no lo es todo porque los usuarios también quieren que la carga de sus dispositivos tarde lo menos posible.

Sin más que decir, si quieres saber exactamente ¿cómo funcionan las baterías de litio? Aquí te lo explicaremos detalladamente pero también de la manera más sencilla posible para que logres entender su funcionamiento y también los riesgos que entrañan.

Baterías de litio ¿Cómo es su funcionamiento?

Las baterías que existen tienen muchos colores, tamaños y formas, las más grandes de este diseño interno son las baterías de portátiles. Pero también hay unas que son diminutas, un ejemplo de ellas puede ser como la que tiene tu ratón gaming inalámbrico. Y todas tienen su estructura interna, que en realidad es parecida y están formadas por los siguientes elementos:

  • Ánodo (electrodo positivo): Se encuentra en forma de lámina y se fabrica en óxido de litio cobalto, también puede ser de litio magnesio, litio fosfato, entre otros. De hecho esta adherido a otros dos componentes principales, que se encuentran en el mismo sitio, es decir, la lámina.
  • Cátodo (electrodo negativo): Generalmente lo podemos encontrar fabricado en carbono poroso.
  • Separador: Como su nombre lo dice, la lámina es la que se encarga de separar el ánodo del cátodo para evitar un cortocircuito. Y es de plástico aislante, esto ya sería por norma general de fabricación.
  • Electrolito: Se podría decir que es un solvente orgánico, el líquido es altamente inflamable y se diluyen sales de litio. Esto es lo que hace que las baterías sean un poco peligrosas, pero aquí se sumergen el ánodo, el cátodo y el separador.
  • Conversores y reguladores: Se suelen integrar sensores para medir la temperatura y las sobrecargas, ya que las baterías pueden ser peligrosas, le incorporan diversos mecanismos para evitar problemas.

¿Cómo funcionan?

Primero debes recordar que el electrodo positivo llamado ánodo está elaborado de óxido de litio cobalto, es importante saberlo. Ya que sería por norma general (LiCoO2) y el electrodo negativo, el cual se llama cátodo, se elabora de carbono. A través del electrolito los iones de litio se desplazan del electrodo positivo al negativo, cuando batería se carga y así se une al carbono.

Este proceso es opuesto durante la descarga, ya que los iones de litio se separan del carbono y de esta manera pueden unirse al ánodo. Este traslado de electrones o iones de litio, genera energía en la batería pero como otros componentes al moverse, también genera calor. Por eso para un buen desempeño la temperatura es un factor crucial pero también lo es por seguridad.

La gran mayoría de las baterías tienen una carcasa metálica, que tiene un agujero, este sirve para la ventilación y es sensible a la presión. Al calentarse la batería, la temperatura produce un aumento de la presión y para que no explote se libera por ese agujero la presión extra. Por eso es importante no taparlo o cubrirlo con algo y para evitar sobrecalentamiento se utiliza el PTC como sistema de seguridad.

¿Por qué las baterías a veces tienden a explotar?

Hay sistemas de seguridad para evitar que suceda esto en la medida de lo posible, como ya hemos comentado anteriormente, pero aun así explotan. Ya que a veces estos sistemas de seguridad no son suficientes, aunque también pueden llegar a fallar por condiciones ambientales adversas.

Las baterías de litio son seguras ya que tienen diversos sistemas de seguridad, eso es cierto, pero hay que tener algo en cuenta. Estas en su interior tienen ese material altamente inflamable, el cual es llamado electrolito y si explotan casi siempre es por exceso de temperatura. Ya que precisamente en ese momento la presión aumenta y si cede la carcasa, se incendia el electrolito.

Por este motivo mantener las baterías de litio en un lugar fresco y seco, es muy importante, ya que el recalentamiento puede provocar una explosión. Y ten en cuenta que esto no es broma, así que procura tener las baterías que no utilices en un lugar que sea adecuado. También si notas que esta hinchada no la utilices y mucho menos la pongas a cargar, es solo un consejo para tu seguridad.

Rendimiento que tienen las baterías de litio

Por lo general se espera que puedan rendir un 80% de lo que marcan las especificaciones, en los ciclos de carga completa o de trabajo. Esto quiere decir que de lo que te pueda decir el fabricante, las cargas de una batería de litio van a rendir un 80%.

Por lo tanto si compras un dispositivo que traiga una batería de litio, ten en cuenta lo que te acabo de decir. Los fabricantes suelen poner el máximo teórico a la hora de colocar las especificaciones, lo cual confunde a muchos. Ya que este suele ser imposible en muchas de ellas en el mundo real, por lo tanto no es muy cierto lo que te dicen las especificaciones.

Así que cuando te digan que una batería dura 5 horas (es solo un ejemplo) debes multiplicar esa cifra por 0,8. El resultado de la cuenta será el rendimiento real de la batería de litio, pero además estas se degradan con el paso del tiempo. Y la capacidad de carga también disminuye  de manera progresiva, hasta llegar a que el tiempo de carga sea más que el tiempo de uso. Aunque el tiempo que tarda en ocurrir esto es de varios años, así que ahora no te preocupes por eso.

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