Batería de Litio
Una celda de litio es una celda galvánica desechable (no recargable) que utiliza litio o sus compuestos como ánodo . El cátodo y el electrolito de una celda de litio pueden ser de diferentes tipos, por lo que el término "celda de litio" combina un grupo de celdas con el mismo material de ánodo.
Según el tamaño elegido y los materiales químicos utilizados, una batería de litio puede producir 1,5 V (compatible con pilas alcalinas ) o 3 V. Las baterías de litio se utilizan ampliamente en la electrónica portátil moderna.
Historia
Ventajas
Las ventajas de las pilas de litio incluyen [2] :
- menos que la de plata y mercurio, escasez;
- la posibilidad de fabricar elementos particularmente planos (espesor 1-1,5 mm), lo que permite la producción de dispositivos particularmente planos, como relojes de pulsera;
- la posibilidad de obtener varios voltajes de operación (1.5: 2.8; 3 y 3.5 V), que no se pueden realizar en otros tipos de celdas galvánicas;
- corrientes de autodescarga excepcionalmente bajas y un alto grado de estanqueidad, lo que permite almacenar las celdas de litio durante 5-7 años antes del inicio de la operación sin romper la estanqueidad;
- la capacidad de almacenar y trabajar en una amplia gama de temperaturas negativas y positivas.
Procesos químicos
| Tipo de | Cátodo | Electrólito | Tensión nominal | fem sin carga | ancho*alto/kg | ancho*alto/l |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Li-MnO2 " CR" |
dióxido de manganeso | Perclorato de litio en disolvente ( carbonato de propileno , dimetoxietano ) [3] [4] [5] | 3 voltios | 3,3 V | 280 | 580 |
| Li-(CF) x "BR" |
fluoruro de carbono | Tetrafluoroborato de litio en carbonato de propileno , dimetoxietano , gamma-butirolactona | 3 voltios | 3,1 V | 360-500 | 1000 |
| Li-FeS 2 “FR” |
disulfuro de hierro | carbonato de propileno , dioxolano , dimetoxietano | 1,4-1,6 V | 1,8 V | ||
| Li-SOCl2 " E" |
Cloruro de tionilo | Tetracloraluminato de litio en cloruro de tionilo | 3,5 V | 3,65 V | 500-700 | 1200 |
| Li-SO 2 Cl 2 | Cloruro de sulfurilo | 3,7 voltios | 3,95 voltios | 330 | 720 | |
| LiSO2 _ | dióxido de azufre | bromuro de litio | 2,85 voltios | 3,0 V | 250 | 400 |
| li-yo 2 | yodo | yoduro de litio [6] | 2,8 V | 3,1 V | ||
| Li-Ag 2 CrO 4 | cromato de plata | perclorato de litio | 3,1-2,6 V | 3,45 V | ||
| Li-Ag 2 V 4 O 11 , Li-SVO, Li-CSVO | Óxido de Plata + Óxido de Vanadio | Hexafluorofosfato de litio o hexafluoroarseniato de litio en carbonato de propileno con dimetoxietano | ||||
| Li-CuO "GR" |
óxido de cobre | Perclorato de litio en dioxolano | 1,5 V | 2,4 V | ||
| Li-Cu 4 O(PO 4 ) 2 | oxifosfato de cobre | |||||
| Li-CuS | sulfuro de cobre | 1,5 V | ||||
| Li-PbCuS | Sulfuro de plomo y sulfuro de cobre | 1,5 V | 2,2 voltios | |||
| Li-FeS | sulfuro de hierro | Carbonato de propileno , dioxolano , dimetoxietano | 1,5-1,2 V | |||
| Li-Bi 2 Pb 2 O 5 | bismutato de plomo | 1,5 V | 1,8 V | |||
| Li-Bi 2 O 3 | Óxido de bismuto | 1,5 V | 2,04 V | |||
| Li-V 2 O 5 | óxido de vanadio | 3,3/2,4 V | 3,4 voltios | 120/260 | 300/660 | |
| Li-CuCl 2 | cloruro de cobre | LiAlCl 4 o LiGaCl 4 en SO 2 . | ||||
| Li/Al-MnO 2 "ML" | óxido de manganeso | 3 voltios [7] | ||||
| Li/Al-V 2 O 5 , "VL" | óxido de vanadio | 3 voltios [8] | ||||
| li-se | Selenio | 1,9 V [9] | ||||
| li-aire | Carbón | 1800-660 [10] | 1600-600 [10] | |||
| Li-FePO 4 | ferrofosfato de litio | Carbonato de etileno , carbonato de dimetilo , perclorato de litio | 3,0-3,2 V | 3,2 V | 90-160 [11] [12] | 325 [12] |
Cátodo de cloruro de tionilo
Como electrodo positivo en el llamado. Las baterías de cloruro de litio-tionilo utilizan cloruro de tionilo . Proceso químico en la batería:
El voltaje de la batería nueva es de 3,65 V, el final de la descarga es de 3,0 V. La característica de descarga es plana con una fuerte caída de voltaje al final de la capacitancia.
Estas baterías se caracterizan por una alta densidad energética (0,5 kWh/kg, 1,2 kWh/l), una larga vida útil (más de 20 años, autodescarga ~1%/año) y un amplio rango de temperatura (hasta -80...+130 °C). [13] Sin embargo, su uso está limitado a aplicaciones profesionales debido a la toxicidad de los contenidos y el riesgo de destrucción explosiva en caso de cortocircuito.
Las baterías de este tipo tienen tendencia a la pasivación: la deposición de una película de cloruro de litio sobre un electrodo de litio durante períodos prolongados sin carga o con bajo consumo de corriente. En este caso, la resistencia interna de la batería aumenta significativamente. Cuando está cargada, la batería recupera sus características después de un tiempo. [catorce]
Aplicación
Las celdas de litio han encontrado uso en dispositivos que imponen altas exigencias a las baterías durante una larga vida útil, como marcapasos y otros dispositivos médicos implantables. Dichos dispositivos pueden funcionar de forma autónoma hasta por 15 años. El uso de celdas de litio en dispositivos con una vida útil corta no siempre está justificado. Por ejemplo, una pila de litio puede durar más que el juguete infantil para el que se compró. El rango de aplicación de las pilas de litio es casi el mismo que el uso de pilas alcalinas : se trata de una gran cantidad de dispositivos diferentes, como un reloj o una cámara.
Dimensiones
Las celdas de litio pequeñas ("monedas") se utilizan a menudo en dispositivos electrónicos portátiles de baja potencia (relojes, calculadoras) y en computadoras para alimentar relojes y memorias CMOS volátiles .
Véase también
Notas
- ↑ Energizer EA91 (Disulfuro de litio/hierro (Li/FeS2)) Archivado el 12 de julio de 2019 en Wayback Machine , descripción oficial del fabricante.
- ↑ Varlamov R. G. Fuentes de energía modernas. Directorio. M.: DMK, 1998. - 192 p. ISBN 5-89818-010-9
- ↑ Hoja de información del artículo de pila de botón de litio primaria de Duracell Duracell (enlace no disponible) (1 de julio de 2015). Consultado el 2 de enero de 2018. Archivado desde el original el 3 de enero de 2018.
- ↑ Energizer Hoja de datos de seguridad del producto Energizer, Baterías de botón/moneda de dióxido de manganeso y litio (enlace descendente) (1 de enero de 2017). Consultado el 2 de enero de 2018. Archivado desde el original el 8 de septiembre de 2017.
- ↑ Hoja de datos de seguridad de materiales de DongGuan TianQiu Enterprise Co., Ltd, Pila de botón de Li-Mn CR2025 (enlace descendente) (1 de enero de 2016). Consultado el 2 de enero de 2018. Archivado desde el original el 3 de enero de 2018.
- ↑ Mallela, VS; Ilankumaran, V.; Rao, NS (2004). “Tendencias en baterías de marcapasos cardíacos” . Revista india de estimulación y electrofisiología . 4 (4): 201-212. PMC 1502062 . PMID 16943934 .
- ^ Componentes electrónicos - Dispositivos industriales de Panasonic (enlace inaccesible) . www.panasonic.com_ _ Archivado desde el original el 13 de noviembre de 2013.
- ^ Componentes electrónicos - Dispositivos industriales de Panasonic (enlace inaccesible) . www.panasonic.com_ _ Archivado desde el original el 25 de noviembre de 2013.
- ↑ Eftekhari, Ali (2017). "El auge de las baterías de litio-selenio". Energía y Combustibles Sostenibles . 1 :14-29. DOI : 10.1039/C6SE00094K .
- ↑ 12 Christensen , J.; Alberto, P.; Sánchez-Carrera, R.S.; Lohman, T.; Kozinsky, B.; Liedtke, R.; Ahmed, J.; Kojic, A. (2012). "Una revisión crítica de las baterías Li∕Air". Revista de la Sociedad Electroquímica . 159 (2): R1. DOI : 10.1149/2.086202jes .
- ↑ Formato grande, Fosfato de hierro y litio (enlace no disponible) . JCWinnie.biz (23 de febrero de 2008). Consultado el 24 de abril de 2012. Archivado desde el original el 18 de noviembre de 2008.
- ↑ 12 Great Power Group, batería de iones de litio cuadrada . Consultado el 31 de diciembre de 2019. Archivado desde el original el 3 de agosto de 2020.
- ↑ Todo sobre las baterías, Parte 7: Cloruro de tionilo de litio . Consultado el 1 de octubre de 2020. Archivado desde el original el 1 de septiembre de 2017.
- ↑ Características del funcionamiento de las baterías de litio-cloruro de tionilo (enlace inaccesible) . Consultado el 1 de octubre de 2020. Archivado desde el original el 22 de julio de 2019.