¿Las baterías Litio-Ion energizarán el nuevo milenio?

Isidor Buchmann
Cadex Electronics Inc.
isidor.buchmann@cadex.com
www.buchmann.ca

April 2001

Por muchos años, la batería de Níquel Cadmio (NiCd) fue la única que se
adecuaba a dispositivos portátiles, tales como los de comunicaciones
inalámbricas. En 1990, surgieron las baterías de Níquel Metal Hidruro (NiMH) y de ion de litio (Li-Ion), ofreciendo mayores capacidades. Los dos sistemas pelearon estrechamente, cada una adjudicándose mejor rendimiento y menor tamaño.

¿Cuál será el sistema verdaderamente ganador y cuál será el que allane el
camino en el nuevo milenio? La favorita parece ser la de la familia Li-Ion,
especialmente para portátiles con un factor de forma pequeño.

Las baterías de Li-Ion son de bajo mantenimiento, ventaja que ningún otro
proceso químico puede reclamar. No hay memoria y no se requieren ciclos para prolongar la vida de la batería. Además de una elevada densidad de energía y escaso peso, su auto descarga es menos de la mitad si se le compara con las de NiCd y NiMH. Podríamos decir que la batería de Li-Ion queda ubicada para aplicaciones de indicadores de combustible modernos.

En cuanto a lo negativo, la batería de Li-Ion es frágil y requiere un circuito de protección para mantener una operación segura. La corriente de carga es moderada y la carga se debe hacer conforme a normas estrictas. Además, la batería de Li-Ion envejece, ya sea que se use o no.

Historia

El trabajo pionero de la batería de litio lo empezó G. N. Lewis en 1912, pero a principios de 1970 aparecieron las primeras baterías no recargables de litio y se pudieron adquirir comercialmente. Los esfuerzos por desarrollar baterías recargables de litio siguieron en la década de los ochentas, pero fallaron debido a problemas de seguridad.

El litio es el metal más liviano, tiene el mayor potencial electroquímico y
proporciona el mayor volumen de energía. Las baterías recargables que usan el metal de litio como electrodos negativos (ánodo), son capaces de proporcionar tanto una elevada tensión como una excelente capacidad, produciendo una densidad de energía extraordinariamente alta.

Después de mucha investigación en baterías de litio recargables, durante los años ochentas, se determinó que los ciclos alteran el electrodo de litio, reduciendo así su estabilidad térmica y causando potencialmente una expansión interna. Si esto ocurre, la temperatura de la celda se acerca rápidamente al punto de fusión del litio, lo cual produce una reacción violenta. Una importante cantidad de baterías de litio recargables enviada a Japón tuvo que ser retirada en 1991 después que una batería en un teléfono
celular soltó gases calientes que causaron quemaduras en la cara de un hombre.

Debido a la inestabilidad inherente del metal de litio, especialmente durante la carga, la investigación se orientó hacia las baterías de litio no-metálicas que usa iones de litio. Aunque son ligeramente más bajas en cuanto a densidad de energía que las de metal de litio, las de Li-Ion son seguras, con tal de que se reúnan ciertas precauciones al cargar y descargar. En 1991, Sony comercializó la primera batería de Li-Ion. Otros fabricantes le siguieron. Hoy en día, las baterías de Li-Ion son las que crecen más rápidamente en el mundo.