Las baterías de litio han revolucionado la forma en que nos comunicamos, nos movemos, trabajamos y almacenamos energía. Todo esto es posible gracias a la capacidad de los iones de litio de moverse entre los electrodos de la batería sin que las reacciones químicas los modifiquen.
En las baterías de ion-litio, los iones se mueven en una dirección cuando la batería se carga, es decir, cuando absorbe energía que le proporciona una fuente externa y se mueven en sentido contrario cuando la batería se descarga, que es el momento en el que la batería está suministrando energía a una determinada carga. El proceso se muestra en la imagen:
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.
Ventajas y desventajas de las baterías de Litio-ion (Li-Ion)
Ventajas
- Elevada densidad de energía: Acumulan mucha mayor carga por unidad de volumen.
- Poco peso: A igualdad de volumen, son menos pesadas que las de tipo Ni-MH o Ni-Cd.
- Poco espesor: Se presentan en placas rectangulares, con menos de 5 mm de espesor. Esto las hace especialmente interesantes para integrarlas en dispositivos portátiles que deben tener poco espeso
- Carecen de efecto memoria: El efecto memoria es un fenómeno que reduce la capacidad de las baterías con cargas incompletas. Dicho fenómeno se produce cuando se carga una batería sin haber sido descargada del todo previamente: se crean unos cristales en el interior de estas baterías, a causa de una reacción química al calentarse la batería, bien por uso o por las malas cargas. Para prevenirlo no hace falta esperar a descargar totalmente la batería antes de realizar una carga, basta con que una de cada pocas cargas sea completa.
- Descarga lineal: Durante toda la descarga, el voltaje de la batería apenas varía, lo que evita la necesidad de circuitos reguladores. Esto puede ser una desventaja, ya que hace difícil averiguar el estado de carga de la batería.
- Baja tasa de auto descarga: Al guardar una batería, ésta se descarga progresivamente aunque no se use. En el caso de las baterías de Ni-MH, esta «auto descarga» puede suponer un 20% mensual. En el caso de Li-Ion es de solo un 6% en el mismo periodo.
Desventajas
A pesar de todas sus ventajas, esta tecnología no es el sistema perfecto para el almacenaje de energía, y posee algunas desventajas, como ser:
- Duración media escasa: Casi independientemente de su uso, sólo tienen una vida útil de unos 3 años.
- Soportan un número limitado de cargas: entre 500 – 1000, menos que una batería de Ni-Cd o Ni-MH.
- Son caras: Su fabricación es más costosa que otras soluciones similares, si bien actualmente el precio se aproxima rápidamente al de las otras tecnologías debido a su gran penetración en el mercado, con el consiguiente abaratamiento.
- Pueden sobre calentarse: Están fabricadas con materiales inflamables que las hace propensas a detonaciones o incendios, por lo que es necesario dotarlas de circuitos electrónicos que controlen en todo momento la batería.
- Peor capacidad de trabajo en frío: Ofrecen un rendimiento inferior a las baterías de Ni-Cd o Ni-MH a bajas temperaturas, reduciendo su duración hasta en un 25%.
¿Por qué las baterías de litio pueden ser peligrosas?
Cuando se tratan y almacenan adecuadamente, el uso de baterías de iones de litio se considera seguro. Sin embargo, hay casos aislados donde baterías durante el funcionamiento explotan espontáneamente y provocan incendios.
Este tipo de batería se compone de docenas de capas de láminas de metal recubiertas. Las capas de carga positiva y negativa solo están separadas entre sí por una fina capa protectora, y si alguna de estas capas protectoras se agrieta, la energía puede liberarse de forma incontrolable y provocar daños.
Razones por las que puede ser peligrosa la batería de litio
- Sobrecarga eléctrica (durante carga y descarga)
- Sobrecalentamiento (sobrecarga térmica causada por fuentes externas de calor o de energía)
- Impactos (daños mecánicos que liberan la alta densidad de energía de la batería)
¿A qué debes prestar atención para evitar daños?
- Cumplimiento de las especificaciones del fabricante
- No exponer inmediata y permanentemente a altas temperaturas o fuentes de calor
- Efectos en la salud
La exposición al litio puede ocasionar diferentes daños a la salud tales como:
- Estados de confusión.
- Discapacidad para el habla.
- La muerte (en exposición a cantidades de litio superiores a los 20 mg).
- El litio es corrosivo para ojos, piel y tracto respiratorio. Al contacto con el litio se produce enrojecimiento de la piel y quemaduras
- También es corrosivo por ingestión.
- La inhalación puede provocar tos, dificultad respiratoria, dolor de garganta y jadeo. También puede provocar edema pulmonar.
¿Qué hacer?
Evite disponer las baterías de litio con la basura común. Contacte a empresas dedicadas a la recuperación de este tipo de materiales.
Verifique que las baterías de litio instaladas en sus dispositivos estén en buenas condiciones y no presenten fisuras o abultamientos.
Si sus baterías presentan indicios de deterioro, reemplácelas y guarde en un recipiente las baterías dañadas o agotadas hasta encontrar una forma adecuada de disposición. Evite el contacto y la exposición a las baterías de litio dañadas.
Evitar el almacenamiento conjunto con otros productos combustibles.
Control de la zona de almacenamiento a través de un sistema adecuado de alarma contra incendios conectado a un puesto de trabajo siempre atendido.
Guarda la batería de litio y el dispositivo separadamente.
Para evitar reacciones químicas debidas a fugas de líquido refrigerante, lubricante o líquido de frenos, así como para prevenir daños en el dispositivo en caso de incendio de metales, las baterías de litio deben ser retiradas de los dispositivos eléctricos que funcionan con ellas y almacenarse por separado. Si la batería está instalada de forma permanente, el dispositivo debe ser inspeccionado para detectar fugas, cables sueltos y otros daños antes de su almacenamiento.