Funcionamiento de las baterías: Ventajas y desventajas

02 Dic Funcionamiento de las baterías: Ventajas y desventajas

En el siguiente artículo vamos a hablar del funcionamiento de las baterías de plomo y litio, así como de sus ventajas y desventajas. Cuando trabajamos con un tipo de producto, es fundamental conocer cómo funciona, para qué se utiliza y de qué materiales está compuesto.

Funcionamiento de las baterías

En general el funcionamiento de una batería se basa en una celda electroquímica compuesta de dos electrodos: El Ánodo y el Cátodo. El ánodo se define como el electrodo en el que se lleva a cabo la oxidación y el cátodo donde se efectúa la reducción.

Por otro lado, los electrodos pueden ser de cualquier material que sea un conductor eléctrico, como metales de transición, alcalinos, semiconductores…

Funcionamiento de las baterías de plomo

En el caso de las baterías de plomo, las placas que hacen la función de electrodos serán de plomo. El electrolito, el cual se encarga de permitir la transferencia de los protones desde el ánodo al cátodo en el proceso de reducción (descarga) y viceversa en el caso de oxidación (carga), este electrolito por norma general es una disolución de ácido sulfúrico en estado líquido de una densidad determinada.

Funcionamiento de las baterías de Litio

De forma similar, sucede en el caso de las baterías de litio, dónde están constituidas por dos electrodos, en los cuales el ánodo está formado por capas de carbono grafítico y el cátodo es un óxido metálico. Los electrodos se encuentran sumergidos en un electrolito formado, generalmente, por una sustancia orgánica solida o gelatinosa, habitualmente carbonatos orgánicos, en la que se encuentran disueltas diversas sales de litio como el LiClO4 o el LiPF6. Al mismo tiempo, estos electrodos se encuentran aislados y separados por una membrana porosa de polipropileno o polietileno que permite la circulación de los iones de litio.

Ventajas de las baterías de Li-ion

Las baterías de ion de litio se caracterizan por su alta densidad de energía, 170- 300 kWh/m3, elevada energía específica, 75-200 Wh/kg y muy alta vida útil con hasta 10.000 ciclos. Su capacidad de carga y descarga es muy rápida, consiguiendo alcanzar el 95% de la potencia nominal en aproximadamente 200 ms. Estas propiedades hacen de ellas una óptima tecnología para ser aplicadas en instalaciones donde el peso y el tiempo de respuesta sean cruciales. Si tuviésemos que listar las particularidades y ventajas que una batería de litio presenta frente a una batería de plomo ácido, níquel cadmio, plomo gel, etc. Serían: son libres de mantenimiento, tienen velocidad de carga, alta densidad eléctrica y alta eficiencia.

Desventajas de las baterías de ion de litio

Las principales desventajas de las baterías de Ion de litio son que su ciclo de vida depende directamente de la profundidad de descarga, lo que implica que no sean el tipo de batería más adecuada en aplicaciones donde sea necesaria su descarga total. Por otro lado, y debido a su alta fragilidad, se requiere de una gestión y control continuos tanto de la tensión como de la temperatura de funcionamiento, así como de sus circuitos de protección.

También existen dudas en cuanto a la seguridad y sobre el medio ambiente, debidas al uso de electrolitos orgánicos inflamables en su constitución. Con todo ello, la principal desventaja sigue siendo su alto coste, que, a pesar de los intensos trabajos de investigación existentes para disminuir los costes de fabricación, éste sigue siendo superior a los 170 €/kWh, en su mayoría derivados del precio del embalaje y de las protecciones frente a sobrecarga de sus circuitos internos.

Esperamos que, con la información anterior, cuando decidas hacerte con una batería sepas cuál es su correcto funcionamiento y conozcas cuáles son sus ventajas y desventajas. De esta manera podrás declinarte por aquella batería que se adapte mejor a tus necesidades.