La necesidad de una celda recargable liviana que pueda impulsar el enorme crecimiento de equipos electrónicos portátiles condujo a la creación de celdas de iones de litio. Luego comenzó con los teléfonos móviles y las cámaras. Gradualmente, hasta la fecha, se ha convertido en la fuente de energía común para la mayoría de los dispositivos electrónicos, desde herramientas eléctricas inalámbricas hasta electrodomésticos de energía a gran escala y aplicaciones automotrices.
Un análisis del ciclo de vida reciente de los iones de litio (Li-ion) destaca la importancia del reciclaje para reducir sus impactos ambientales y de salud. El estudio, publicado el mes pasado por la EPA de EE. UU., examinó una gama de químicas de baterías de litio, que incluyen:
- Óxido de manganeso de litio
- Batería de óxido de manganeso de níquel cobalto
- Fosfato de litio-hierro.
Se han encontrado baterías de litio que utilizan cátodos de níquel y cobalto, así como el procesamiento de electrodos a base de solventes. Estos incluyen el agotamiento de los recursos, el calentamiento global, la toxicidad ecológica y los impactos en la salud humana.
Los mayores impactos son los relacionados con la producción, procesamiento y uso de compuestos metálicos de cobalto y níquel, que según el informe pueden causar efectos respiratorios, pulmonares y neurológicos en las personas expuestas. También se destacan los impactos de toxicidad del litio.
El informe señala que la recuperación de metales al final de su vida puede reducir significativamente los impactos del ciclo de vida. Esto se debe a que la extracción y el procesamiento de las materias primas son los principales contribuyentes a los efectos de todos los productos químicos en la pila. Se analizaron tres procesos de reciclaje:
- Recuperación hidrometalúrgica
- Recuperación pirometalúrgica (alta temperatura)
- ‘Reciclaje directo’, que permite un mayor porcentaje de materiales de batería recuperados, pero aún se encuentra en la etapa piloto.
También puede ser posible en el futuro renovar las baterías al final de su vida útil para usarlas en computadoras u otros dispositivos electrónicos, o para rejuvenecerlas con el nuevo electrolito.
Históricamente, el reciclaje de baterías se ha centrado en la recuperación de cobalto porque su valor ha aumentado en respuesta a la mayor demanda de fabricación de baterías. Sin embargo, se espera que el uso de cobalto en baterías disminuya a medida que evolucione la tecnología de baterías.
Además del cobalto, los recicladores de baterías pueden recuperar litio, níquel y otros materiales. La demanda de litio crecerá significativamente debido al mayor uso de baterías de iones de litio en vehículos eléctricos. El reciclaje ayudará a preservar los recursos vírgenes y reducir su impacto ambiental.
El informe identifica una serie de oportunidades para mejorar los impactos del ciclo de vida de las baterías de iones de litio, que incluyen:
- aumentando la vida de la batería
- reducir el consumo de cobalto y níquel
- La incorporación de material recuperado en la elaboración del pilote.
¿Por qué elegir la batería de iones de litio?
Los factores más importantes de las celdas de iones de litio son el alto número de ciclos de descarga y la alta densidad de energía. Este factor ha hecho que el Custom Lithium-Ion Battery Pack sea el más valorado en vehículos y teléfonos móviles. Aparte de eso, hay varias otras formas en las que la batería de litio es superior a otros tipos de baterías químicas. Las baterías de iones de litio pueden descargarse a muy alta potencia y también pueden recargarse rápidamente. Las celdas de iones de litio no son peligrosas para operar en un estado de carga parcial. Tiene una alta flexibilidad operativa que las baterías de plomo-ácido.
Existe una conexión única entre los iones de litio y el medio ambiente. La carga de celdas de iones de litio no produce emisiones de gas ni pérdida de calor porque la ineficiencia de carga es mínima. Esto hace que sea seguro usar baterías de iones de litio en lugares cerrados. No contienen materiales tóxicos controlados como el cadmio, el plomo y el mercurio.
Características estándar de las baterías de iones de litio
Estas son las principales características estándar de los iones de litio:
Las estructuras celulares – La estructura de la celda para celdas de mayor capacidad utiliza un plan caleidoscópico con fuertes divisores de metal. Esto brinda la combinación ideal de densidad de prensado, manejo cálido y seguridad requerida para aplicaciones modernas y de vehículos.
Sistema de gestión de batería – Los sistemas de gestión de baterías (BMS) son un componente básico para el funcionamiento protegido de las baterías de iones de litio de varias celdas. La función esencial del BMS es llevar cada una de las celdas de una batería a un estado de carga similar y mantenerlas en ese estado durante la vida útil de la batería. El BMS logra esto al verificar los voltajes de cada celda individual dentro de una batería. Las celdas con voltajes más altos se descargan para alinearlas con el resto del paquete.
La inmensa cantidad de información recopilada por el BMS permite vigilar con precisión el estado de la batería y brinda seguridad actualizada, innovación de batería diferenciada y tradicional. Este conocimiento ampliado reduce igualmente los costes de soporte y amplía la presencia operativa de los sistemas de baterías.
Beneficios de calidad y características de ahorro de energía de las baterías de iones de litio
Hay tantos beneficios de las baterías de iones de litio. Los más relevantes se enumeran a continuación.
- Son celdas de carga rápida a diferencia de la batería de plomo-ácido
- Las baterías de iones de litio tienen una tasa de descarga alta con una capacidad constante
- Carga y espacio reducidos en el suelo
- Posee una alta eficiencia energética en comparación con las baterías de plomo-ácido
- Seguridad de energía constante
- Tiene un largo ciclo de vida y energía.
- Tengo una tasa de estado de carga parcial
- Tiene una gestión térmica de coste mínimo
- Ausencia de emisiones de gases
- Sin limitaciones de reciclaje y no tóxico.
- Sin compensación de voltaje, tiene un amplio rango de temperatura de carga
