Versiones de Li-Ion

Han surgido varios tipos de baterías de Li-Ion. La versión original de Sony usaba coke como electrodo negativo (ánodo). Desde 1997, la mayoría de las baterías de Li-Ion, incluso la de Sony, han cambiado a grafito. Este electrodo proporciona una curva de tensión de descarga más plana que el coke y ofrece una curvatura cerrada, seguida por una caída de tensión rápida antes del corte de la descarga (vea la Figura 1).
Consecuentemente, la energía útil del sistema de grafito puede ser recuperada descargando solo a 3.0 voltios la celda, en tanto que la versión de coke de Sony debe descargarse a 2.5 voltios para conseguir el mismo rendimiento.

Figura 1: Características de descarga de Li-Ion con coke y electrodo de grafito .

Para el electrodo positivo (cátodo), han surgido dos procesos químicos distintos. Ellos son el de cobalto y manganeso, también conocidos como espínela. Mientras el cobalto ha sido usado mucho más tiempo, la espínela es más segura y perdona más si se la abusa. Los circuitos de protección pueden simplificarse e inclusive eliminarse. Las unidades pequeñas de espínela prismática para telefonía móvil pueden incluir solamente un fusible térmico y un sensor de temperatura. Además de la seguridad agregada, el costo de materia prima del manganeso es más bajo que el del cobalto.

A modo de intercambio, la espínela ofrece una densidad de energía ligeramente más baja, sufre pérdida de capacidad a temperaturas por encima de los 40 º C y envejece más rápidamente que el cobalto. La Figura 2 compara las ventajas y desventajas de los dos procesos químicos.

	Cobalto	Manganeso (Spinel)
Densidad de energía (Wh/kg)	140 1	120 1
Seguridad	En sobrecarga, el electrodo de cobalto proporciona litio extra, el cual se puede transformar en litio metálico, causando un riesgo potencial de seguridad si no se protege con un circuito de seguridad.	En sobrecarga, el electrodo de manganeso se queda sin litio y hace que la celda sólo se caliente. Los circuitos de seguridad para las unidades pequeñas de 1 y 2 celdas pueden eliminarse.
Temperatura	Amplio rango de temperatura.	Pérdida de capacidad por encima de 40º C
Envejeciendo	Posibilidad de almacenamiento a corto plazo. La impedancia aumenta con el envejecimiento. Las versiones más nuevas ofrecen almacenamiento más prolongado.	Ligeramente menos que el cobalto. La impedancia cambia poco durante la vida de la celda. Debido a mejoras continuas, el tiempo de almacenamiento es difícil de predecir.
Esperanza de vida	Mínima: 300, 50 % a 500 ciclos	Puede ser más corta que la del cobalto
Costo	Materia prima: relativamente alto; el circuito de protección agrega costo.	Materia prima 30 % menos que la de cobalto. Ventaja de costo con menos circuitos.

Figura 2: Comparación de Cobalto y Manganeso como electrodos positivos.

(1 Basado en las celdas de generación actual 18650. La densidad de energía tiende a ser más baja para las celdas prismáticas)

Los productos químicos y aditivos ayudan a equilibrar el intercambio crítico
entre alta densidad de energía, prolongado tiempo de almacenamiento, vida de ciclo prolongada y seguridad. Se pueden lograr elevadas densidades de energía con relativa facilidad. Por ejemplo, al agregar más níquel en vez de cobalto se aumenta la tasa amperio/hora y baja el costo de elaboración, pero torna la celda menos segura. Mientras una nueva compañía puede concentrarse en una elevada densidad de energía para ganar rápida aceptación del mercado, la seguridad, vida de ciclo y almacenamiento pueden quedar comprometidos. Los fabricantes más importantes, tales como Sony, Panasonic, Sanyo y Moli le dan importancia a la seguridad.

Las celdas de Li-Ion causan menos daño al ser eliminadas que las baterías de plomo o cadmio. En la familia de baterías de Li-Ion, la espínela es la mejor en cuanto a la eliminación del componente activo.