Baterías de litio

Las baterías de litio son una clase de baterías fabricadas con metal de litio o aleaciones de litio como materiales de electrodos positivos/negativos, utilizando una solución electrolítica no acuosa. Las baterías de metal de litio fueron propuestas y estudiadas por primera vez por Gilbert N. Lewis en 1912, y en la década de 1970, M. S. Whittingham propuso y comenzó a estudiar las baterías de iones de litio. Las propiedades químicas del metal de litio son muy activas, lo que hace que su procesamiento, conservación y uso sean muy exigentes con el medio ambiente. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, las baterías de litio se han convertido en la corriente principal.

Las baterías de litio pueden dividirse en dos categorías: baterías de metal de litio y baterías de iones de litio. Las pilas de iones de litio no contienen litio en su forma metálica y son recargables. La quinta generación de pilas recargables, la pila de litio metálico, se creó en 1996 y tiene mejor seguridad, capacidad específica, tasa de autodescarga y relación rendimiento-precio que las pilas de iones de litio. Debido a sus elevados requisitos técnicos, sólo unas pocas empresas de unos pocos países fabrican estas baterías de litio metal.

Principio de funcionamiento

 

Baterías de litio metal:

 

El principio básico de las pilas de litio

 

Las pilas de litio metal son generalmente pilas que utilizan dióxido de manganeso como material catódico y litio metal o su aleación metálica como material negativo, utilizando una solución electrolítica no acuosa.

Reacción de descarga: Li + MnO2 = LiMnO2

 

Baterías de iones de litio:

Las baterías de iones de litio son generalmente baterías que utilizan óxido metálico de aleación de litio como material del electrodo positivo, grafito como material del electrodo negativo y una solución electrolítica no acuosa.

La reacción que se produce en el cátodo de carga es

LiCoO2 = Li(1-x)CoO2 + xLi + + xe- (electrones)

La reacción que se produce en el lado negativo de la carga es

6C+xLi++xe- = LixC6

Reacción total en la célula de carga LiCoO2 + 6C = Li(1-x)CoO2 + LixC6