Baterías de Litio

Aspecto Químico de las baterías de Litio El litio es metal más liviano, con potencial estándar de reducción de -3.040V, actúa como especie reductora y en el proceso se oxida, lo que indica que es el agente reductor fuerte por lo tanto tiene el mayor potencial electroquímico, debido a su valor tan negativo de su potencial de reducción le proporciona una inestabilidad termodinámica, esta reacción suele ser espontánea generando una energía aprovechable. Las baterías de ion-litio recargables, en cuanto a su funcionamiento se basan en procesos denominados de inserción - desinserción de iones Litio (Li+), la reacción que ocurre se puede describir de la manera siguiente:

Estas baterías tienen dos procesos que tienen que ser bien identificados: el de descarga y carga Durante el proceso de descarga los e- se mueven en sentido contrario al de la corriente eléctrica, en el electrodo positivo ocurre la reducción, mientras que en el negativo se produce la oxidación del litio metálico:

El ion-Litio se mueve a través del electrolito hacia el electrodo positivo donde se produce la reducción de la especie anfitrión y la inserción de la especie huésped.

¿Para qué sirven las baterías de litio? Desde la primera comercialización a principios de los años 1990 de un acumulador basado en la tecnología Li-ion, su uso se ha popularizado en aparatos como teléfonos móviles, agendas electrónicas, ordenadores portátiles y lectores de música. En 1989, Goodenough y Arumugam Manthiram de la Universidad de Texas en Austin demostraron que los cátodos que contienen polianiones (p. ej., sulfatos), producen tensiones superiores que los óxidos debido al efecto inductivo del polianión.   

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En 1991, Sony y Asahi Kasei lanzaron la primera batería de Li-ion comercial. En 1996, Goodenough, Akshaya Padhi y sus colaboradores identificaron el litio ion fosfato (LiFePO4) En 2002, Yet-Ming Chiang12 y su grupo del MIT mostraron una mejora sustancial en el rendimiento de las baterías de Li-ion aumentando la conductividad del material mediante dopado con aluminio, niobio y zirconio. En 2004, Chiang incrementó de nuevo el rendimiento utilizando partículas de fosfato de hierro13 de menos de 100 nanómetros de diámetro. En 2011, las baterías de Li-ion supusieron el 66% de todas las baterías recargables en Japón. En 2015, la empresa Tesla Motors presentó dos sistemas de almacenamiento de energía mediante baterías de ion de litio, Tesla Powerwall, cuyo fin es almacenar energía eléctrica proveniente de energías renovables, como instalaciones fotovoltaicas o eólicas.