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Bateria de litio para coche
Batería de iones de litio 18650
Una batería de iones de litio o batería de iones de litio es un tipo de batería recargable en la que los iones de litio se mueven desde el electrodo negativo a través de un electrolito hasta el electrodo positivo durante la descarga y de vuelta al cargar. Las baterías de iones de litio utilizan un compuesto de litio intercalado como material en el electrodo positivo y normalmente grafito en el electrodo negativo.
Las baterías de iones de litio tienen una alta densidad de energía, no tienen efecto memoria (salvo las células LFP)[9] y tienen una baja autodescarga. Las celdas pueden fabricarse para dar prioridad a la energía o a la densidad de potencia[10]. Sin embargo, pueden suponer un riesgo para la seguridad, ya que contienen electrolitos inflamables y, si se dañan o se cargan incorrectamente, pueden provocar explosiones e incendios.
Akira Yoshino desarrolló un prototipo de batería de iones de litio en 1985, basándose en las investigaciones anteriores de John Goodenough, M. Stanley Whittingham, Rachid Yazami y Koichi Mizushima durante los años 70-80,[11][12][13] y posteriormente un equipo de Sony y Asahi Kasei dirigido por Yoshio Nishi desarrolló una batería de iones de litio comercial en 1991. [14] Las baterías de iones de litio se utilizan habitualmente para la electrónica portátil y los vehículos eléctricos, y cada vez son más populares para aplicaciones militares y aeroespaciales[15].
Batería de coche eléctrico
La era del coche eléctrico ha llegado. A principios de este año, el gigante automovilístico estadounidense General Motors anunció que pretende dejar de vender modelos de gasolina y diésel para 2035. Audi, con sede en Alemania, tiene previsto dejar de producir este tipo de vehículos en 2033. Muchas otras multinacionales del automóvil han publicado hojas de ruta similares. La electrificación de la movilidad personal se está acelerando de un modo que ni siquiera sus más fervientes defensores habrían imaginado hace unos años. En muchos países, los mandatos gubernamentales acelerarán el cambio. Pero incluso sin nuevas políticas o normativas, la mitad de las ventas mundiales de vehículos de pasajeros en 2035 serán eléctricas, según la consultora BloombergNEF (BNEF) de Londres.Esta conversión industrial masiva marca un “cambio de un sistema energético intensivo en combustible a uno intensivo en materiales”, declaró la Agencia Internacional de la Energía (AIE) en mayo1. En las próximas décadas, cientos de millones de vehículos llegarán a las carreteras con enormes baterías en su interior (véase “La electricidad”). Y cada una de esas baterías contendrá decenas de kilogramos de materiales que aún no se han extraído.
Cargador de baterías de iones de litio
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Gran parte de la investigación básica que condujo al desarrollo de los compuestos de intercalación que forman el núcleo de las baterías de iones de litio fue llevada a cabo en la década de 1960 por Robert Huggins y Carl Wagner, que estudiaron el movimiento de los iones en los sólidos[1]. La intercalación reversible en el grafito[2][3] y la intercalación en los óxidos catódicos[4][5] fue descubierta entre 1974 y 1976 por J. O. Besenhard en la Universidad Técnica de Munich. Besenhard propuso su aplicación en las pilas de litio[6][7] La descomposición del electrolito y la cointercalación del disolvente en el grafito fueron los primeros inconvenientes graves para la vida de las pilas.
El químico británico M. Stanley Whittingham, entonces investigador de ExxonMobil, propuso por primera vez una batería de litio (precursora de las modernas baterías de iones de litio) en la década de 1970. Basándose en investigaciones anteriores de su época en la Universidad de Stanford,[8] utilizó sulfuro de titanio (IV) y metal de litio como electrodos[9]. El disulfuro de titanio era caro (unos 1.000 dólares por kilogramo en la década de 1970) y difícil de trabajar, ya que tiene que sintetizarse en condiciones totalmente libres de oxígeno y humedad. Cuando se expone al aire, reacciona para formar compuestos de sulfuro de hidrógeno, que tienen un olor desagradable y son tóxicos para los seres humanos y la mayoría de los animales. Por esta y otras razones, Exxon dejó de desarrollar la batería de disulfuro de litio-titanio de Whittingham[1].
Batería de iones de litio con densidad energética
“Es algo que nunca se había hecho antes a ese ritmo de crecimiento para un producto completamente nuevo”, afirma el Dr. Anderson, que también es codirector del Centro de Elementos Estratégicos y Materiales Críticos de Birmingham.
Aunque la mayoría de los componentes de los vehículos eléctricos son muy parecidos a los de los coches convencionales, la gran diferencia es la batería. Mientras que las baterías tradicionales de plomo-ácido se reciclan ampliamente, no puede decirse lo mismo de las versiones de iones de litio utilizadas en los coches eléctricos.
Las baterías de los vehículos eléctricos son más grandes y pesadas que las de los coches normales y están formadas por varios cientos de celdas individuales de iones de litio, que deben desmontarse. Contienen materiales peligrosos y tienen una incómoda tendencia a explotar si se desmontan de forma incorrecta.
“Actualmente, a nivel mundial, es muy difícil obtener cifras detalladas sobre el porcentaje de baterías de iones de litio que se reciclan, pero el valor que todo el mundo cita es de alrededor del 5%”, dice el Dr. Anderson. “En algunas partes del mundo es bastante menos”.
Recientes propuestas de la Unión Europea harían responsables a los proveedores de vehículos eléctricos de asegurarse de que sus productos no se tiran sin más al final de su vida útil, y los fabricantes ya están empezando a dar un paso al frente.
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