Introducción:
Las baterías se pueden dividir en tres categorías principales: baterías químicas, baterías físicas y baterías biológicas. Las baterías químicas son las más utilizadas en vehículos eléctricos.
Batería química: Una batería química es un dispositivo que convierte la energía química en energía eléctrica mediante reacciones químicas. Está compuesta por electrodos positivos y negativos y electrolitos.
Batería física: Una batería física convierte la energía física (como la energía solar y la energía mecánica) en energía eléctrica mediante cambios físicos.
Clasificación de baterías químicas: Desde un punto de vista estructural, se pueden dividir en dos categorías: baterías de almacenamiento (que incluyen baterías primarias y secundarias) y pilas de combustible. Baterías primarias: solo se pueden usar una vez, el material activo es irreversible, la autodescarga es pequeña, la resistencia interna es grande y la capacidad específica de masa y la capacidad específica de volumen son altas.
Las baterías recargables se pueden cargar y descargar repetidamente, su material activo es reversible y se utilizan ampliamente en diversos dispositivos de carga. La mayoría de los modelos actuales en el mercado utilizan baterías recargables para su funcionamiento. Según el material de su electrodo positivo, las baterías recargables se clasifican en baterías de plomo-ácido, de níquel-cadmio, de níquel-metal hidruro y de litio. Actualmente, las compañías automovilísticas utilizan principalmente baterías de litio, y algunas emplean baterías de níquel-metal hidruro.
Definición de batería de litio
Una batería de litio es una batería que utiliza litio metálico o una aleación de litio como material de electrodo positivo o negativo y una solución electrolítica no acuosa.
El proceso de carga y descarga de una batería de litio se basa principalmente en el movimiento de iones de litio (Li+) entre los electrodos positivo y negativo. Durante la carga, los iones de litio se desintercalan del electrodo positivo y se incorporan al electrodo negativo a través del electrolito, lo que resulta en un estado rico en litio para este último; durante la descarga ocurre lo contrario.
Principio electroquímico de la batería de iones de litio
Fórmula de reacción del electrodo positivo: LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
Fórmula de reacción del electrodo negativo: C + xLi+ + xe- → CLix
Las baterías de iones de litio tienen una alta densidad de energía, una larga vida útil y una baja tasa de autodescarga, y se utilizan ampliamente en teléfonos móviles, ordenadores portátiles y vehículos eléctricos.
Las aplicaciones de las baterías de iones de litio se dividen principalmente en aplicaciones de potencia y aplicaciones no energéticas. Las aplicaciones de potencia incluyen vehículos eléctricos, herramientas eléctricas, etc.; las aplicaciones no energéticas incluyen electrónica de consumo y sistemas de almacenamiento de energía, entre otras.
Composición y clasificación de las baterías de litio
Las baterías de iones de litio se componen principalmente de cuatro partes: materiales del electrodo positivo, materiales del electrodo negativo, electrolitos y separadores. Los materiales del electrodo negativo influyen principalmente en la eficiencia inicial y el rendimiento del ciclo de las baterías de iones de litio. Los electrodos negativos de las baterías de litio se dividen principalmente en dos categorías: materiales de carbono y materiales sin carbono. Entre los materiales de carbono, el grafito es el material de electrodo negativo con mayor demanda comercial, y tanto el grafito artificial como el natural tienen amplias aplicaciones industriales. Los electrodos negativos a base de silicio son objeto de investigación por parte de los principales fabricantes de electrodos negativos y representan uno de los nuevos materiales con mayor probabilidad de ser utilizados a gran escala en el futuro.
Las baterías de iones de litio se clasifican en baterías de óxido de cobalto y litio, baterías de fosfato de hierro y litio, baterías ternarias, etc., según los materiales del electrodo positivo;
Según su formato, se dividen en baterías cuadradas, baterías cilíndricas y baterías de paquete blando;
Según sus aplicaciones, se pueden clasificar en electrónica de consumo, almacenamiento de energía y baterías de potencia. Las baterías de litio para electrónica de consumo se utilizan principalmente en productos 3C; las baterías para almacenamiento de energía se emplean principalmente en el almacenamiento de energía doméstica y en sistemas de energía distribuida independientes, como la generación de energía solar y eólica; y las baterías de potencia se utilizan principalmente en diversos vehículos eléctricos, herramientas eléctricas y vehículos de nueva energía.
Conclusión
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Fecha de publicación: 18 de septiembre de 2024