Documento en donde se explica sobre las baterías de litio

1. 12-10-2020
Monografía | Gimena Sanchez
BATERÍAS DE LITIO

2. Baterías de Litio
Gimena Sanchez
1
Tabla de contenido
Introducción......................................................................................................................................................... 2
Desarrollo............................................................................................................................................................. 2
Concepto....................................................................................................................................................... 2
Características............................................................................................................................................... 2
Tipos............................................................................................................................................................. 3
Funcionamiento............................................................................................................................................. 3
Reacciones:................................................................................................................................................... 5
Conclusión............................................................................................................................................................ 5
Referencias bibliográficas...................................................................................................................................... 5

3. Baterías de Litio
Gimena Sanchez
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Introducción
En la actualidad todos nos podemos considerar consumidores de baterías, están en todas partes,
desde juguetes hasta automóviles. Pero todas las baterías que se utilizan no son iguales. Hay algunas baterías
que son descartables, es decir, las utilizamos y luego deben ser recicladas, porque no ser pueden reutilizar
recargándolas. A estas baterías descriptas anteriormente se las denomina “primarias”, convencionales o
alcalinas. Luego están las baterías “secundarias” o recargables, que son las baterías de litio por ejemplo, y
son las que se analizarán en este trabajo.
Desarrollo
Concepto
De acuerdo con lo que expone “Wikipedia”, el concepto que establece de baterías de Litio es que
son celdas galvánicas primarias (desechables o no recargables), que tienen el ánodo de metal de
litio o de compuestos de litio.
Analizando lo que expresa “AutoSolar”, podemos decir que no da un concepto concreto de las
baterías de litio, sino que las describe como son o las caracteriza. Por lo tanto nos basaremos en
el concepto que establece “Wikipedia”.
Características
Para el autor de AutoSolar las baterías de litio son baterías que se cargan más rápido que otras,
tienen una mayor durabilidad, y cuentan con una mayor vida útil. Éstas también ofrecen más
densidad energética, por lo que en menos espacio se puede obtener mayor autonomía y sacarle
más provecho a las baterías de litio.
Respecto a esto Wikipedia establece que las baterías de litio se distinguen de otras baterías por
su alta densidad de carga, es decir por su larga vida, y en esto coincide con el autor de AutoSolar.
Además su alto costo económico por unidad es mucho mayor que cualquier otra batería
convencional.
Dependiendo de los compuestos de diseño y de los químicos utilizados, las células de litio pueden
producir voltajes de 1,5 V (comparable a una batería de zinc-carbono o alcalina) a
aproximadamente 3,7 V.

4. Baterías de Litio
Gimena Sanchez
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AutoSolar expone que las baterías recargables de litio pueden producir entre 3,6 y 3,7 voltios, lo
cual coincide con el valor máximo de voltaje que establece Wikipedia.
Tipos
También encontramos las baterías de iones de litio, de acuerdo a lo que expone “Wikipedia” son
dispositivos diseñados para almacenar energía eléctrica, que emplean como electrolito una sal de
litio que posee los iones necesarios para la reacción electroquímica reversible que tiene lugar en
el cátodo y en el ánodo. Estas son baterías recargables, en las cuales los iones de litio se mueven
entre el ánodo y el cátodo, utilizando un compuesto de litio intercalado como material del
electrodo, en lugar del litio metálico, que es empleado en baterías de litio.
Existen tres tipos de baterías de litio según AutoSolar:
Baterías de óxido de cobalto/litio
Baterías de litio/óxido de magnesio
Baterías de litio/fosfato de hierro
Las baterías recargables con base de litio están disponibles en dos composiciones químicas
similares, esto es según AutoSolar:
 Baterías de litio Cilíndricas/tubulares de ión de litio (Baterías Li-Ion)
 Baterías de litio planas de polímero de litio (Baterías Li-Po).
Funcionamiento
Funcionamiento de las baterías de ion-litio según Esteban José Domínguez Soriano, autor del
libro “Sistemas de carga y arranque”: en los primeros prototipos de baterías de litio, el electrodo
positivo (cátodo) era normalmente un óxido o sulfuro metálico, con la capacidad de ceder y
aceptar iones litio en los procesos de descarga y carga de la batería de un modo reversible, el
electrodo negativo (ánodo) en estos primeros sistemas estaba constituido por litio metálico que
debía sufrir procesos igualmente reversibles de disolución durante la descarga y deposición
durante la recarga. En las baterías actuales de ion-Iitio el ánodo no está formado por litio metálico,
sino por otro material más seguro, como el grafito, capaz de aceptar (o almacenar) iones de litio
en una forma menos reactiva que la del litio metálico, sin sufrir un notable detrimento de su
densidad energética.

5. Baterías de Litio
Gimena Sanchez
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Figura 1: Proceso de carga y descarga de una batería de ion-litio.
Los iones de litio están representados por círculos naranjas, los
átomos de cobalto por círculos verdes y los de oxígeno por círculos azules .1
Durante la descarga los iones litio pasan espontáneamente del electrodo negativo al electrolito y
de este al electrodo positivo. El electrolito permite el paso de iones, pero no de electrones.
Al mismo tiempo, los electrones fluyen espontáneamente del electrodo negativo al positivo a
través del único camino que les queda libre, el circuito eléctrico que provoca la descarga.
Figura 2: proceso de descarga de una batería de ion-litio2
Según los autores Robles Aguilera José Antonio y Robles Cruz Marlene se debe considerar que
una batería está cargada cuando las reacciones espontáneas que producen electricidad aún
pueden llevarse a cabo, pues la mayoría de las especies de la celda están en forma de reactivos,
por el contrario, se descarga cuando las especies están en forma de productos, y por lo tanto, ya
no hay un flujo de electrones.
1
https://blogs.cdecomunicacion.es/ignacio/2019/02/21/funcionamiento-de-una-bateria-de-ion-litio-pros-y-contras/
2https://books.google.com.ar/books?id=sfnIDgAAQBAJ&pg=PA52&dq=Informaci%C3%B3n+de+las+bater%C3%ADas+de+litio&hl=es -
419&sa=X&ved=2ahUKEw jQ2rToo6_sAhV5JLkGHa4tCKoQ6AEw AXoECAQQAg#v=onepage&q=Informaci%C3%B3n%20de%20las%20
bater%C3%ADas%20de%20litio&f=false

6. Baterías de Litio
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El proceso es reversible, ya que es posible volver a reducir el litio si se le proporciona energía
similar a la que produce (aprox. 3.2V), en este proceso se dice que la batería se “carga”, pues se
puede considerar que las especies volvieron a su estado inicial, lo que permite utilizarlas varias
veces más, hasta que eventualmente, los iones de litio no se pueden reducir más veces.
Reacciones:
Las baterías de ion litio producen un flujo de electrones mediante la oxidación del litio presente en
el ánodo, que a la vez produce la reducción del material del que está hecho el ánodo.
Ánodo (oxidación): Cátodo (reducción): Reacción Global:
Li⁺ + e⁻  Li(s) LiCoO2(s)  Li⁺ + CoO2 + e⁻ LiCoO2(s)  Li(s) + CoO2
Conclusión
Las baterías de litio son ampliamente usadas en productos como los dispositivos electrónicos
portátiles, es decir, celulares, tablets, notebooks, etc., que utilizamos las personas de forma
cotidiana todos los días, debido a que son baterías con un muy buen rendimiento, cada vez se
implementan más a distintos productos, como en la actualidad las encontramos en los vehículos.
Son baterías de un alto costo económico pero debido a su relación precio calidad son muy
factibles para utilizarlas.
Referencias bibliográficas
 Wikipedia
https://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_de_litio#:~:text=Una%20bater%C3%ADa%20de%20lit
io%20es,el%20alto%20costo%20por%20unidad.
https://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_de_ion_de_litio
 AutoSolar
https://autosolar.es/blog/aspectos-tecnicos/que-es-el-litio-que-es-una-bateria-de-litio
 Libro “Sistemas de carga y arranque”, autor: Esteban José Domínguez Soriano
https://books.google.com.ar/books?id=sfnIDgAAQBAJ&pg=PA52&dq=Informaci%C3%B3n+de+las+
bater%C3%ADas+de+litio&hl=es-
419&sa=X&ved=2ahUKEwjQ2rToo6_sAhV5JLkGHa4tCKoQ6AEwAXoECAQQAg#v=onepage&q=In
formaci%C3%B3n%20de%20las%20bater%C3%ADas%20de%20litio&f=false
 Documento pdf de los autores: Robles Aguilera José Antonio y Robles Cruz Marlene
http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Antologia-QES_34939.pdf