Batería de litio-ion

El litio presenta un importante problema cuando se intenta utilizar en sistemas recargables. Durante la descarga el litio metal se transforma en catión litio. Durante la recarga, cuando la pila (o mejor dicho batería) se conecta a una fuente de corriente, el paso de la misma fuerza a los cationes a volver al estado metálico. Sin embargo, esta transformación no se produce de una forma ordenada, por lo que no recobramos la lámina inicial. En su lugar, se forman acumulaciones de litio en zonas puntuales, formándose montañas o picos llamadas dendritas. Si crecen mucho pueden llegar a atravesar el papel separador y cortocircuitarse con el cátodo. En el caso del litio, esta reacción es muy violenta pudiendo llegar a producirse una explosión de la pila o batería. Afortunadamente se encontró una solución.

En lugar de utilizar láminas de litio metálico se usó un material capaz de incorporar los cationes litio en su estructura, evitando la formación de dendritas. Este material es el grafito. La estructura del grafito es laminar, como un montón de hojas apiladas. Los cationes de litio pueden penetrar entre estas láminas, reacción que proporciona un voltaje similar al de la trasformación de litio-catión en litio-metal. Para el material catódico se buscó una solución parecida: existen unos óxidos que presentan una serie de huecos en los que pueden penetrar los cationes litio produciéndose el proceso a un voltaje positivo por lo que pueden ser utilizados de contraelectrodos del grafito. Por lo tanto, el sistema definitivo consta de dos materiales de intercalación de cationes de litio, que se llenan con los mismos alternadamente en la carga o descarga.

Debido a la similitud del movimiento de los cationes entre uno a otro electrodo con el de una mecedora, los norteamericanos denominan a este tipo de pilas rocking-chair, es decir, mecedora en inglés. Las características de estos sistemas son mejores que cualquiera de los descritos hasta ahora por lo que, a pesar de su mayor precio se están usando cada vez más en ordenadores portátiles y teléfonos móviles.

© Igor Cantero Uribe-etxeberria,
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