BATERIAS DE LITIO

BATERÍAS DE LITIO.

La alternativa al plomo y al cadmio.

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Articulo publicado en Investigación y Ciencia (Ciencia y Empresa), Abril. 1996

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Hoy en día todos somos usuarios y consumidores de baterías. Están en todas partes, nos rodean escondidas en los más variados artículos, desde juguetes hasta automóviles.

Pero todas las baterías no son iguales. Algunas las usamos y las tiramos ( o mejor las reciclamos) porque no se pueden recargar; son las baterías "primarias", convencionales o alcalinas y se usan en múltiples aplicaciones, algunas tan vitales como la alimentación de marcapasos. Las baterías “secundarias” o recargables satisfacen necesidades muy distintas.

Actualmente existen dos tipos de baterías recargables que dominan el mercado: las baterías de plomo y las de niquel-cadmio.

Las baterías de plomo reinan en nuestros automóviles pero sólo destinadas a cubrir las necesidades de arranque, iluminación e ignición (no tienen suficiente energía para mover el coche).

Las baterías de níquel-cadmio a falta de mejores baterías, se emplean en artículos de electrónica de consumo como videocámaras y ordenadores o teléfonos móviles.

Cualquier usuario de estos artículos podría dar testimonio de la necesidad de mejora técnica de estas baterías (se descargan solas demasiado rápidamente y presentan un peculiar efecto memoria que reduce su capacidad).

Además de la necesidad de mejoras técnicas en las baterías actuales, los usuarios deben saber que los elementos que las componen son altamente contaminantes, especialmente el plomo y el cadmio, y que en el caso de este último, los procesos de reciclado no están bien establecidos. Sin embargo, la demanda del mercado de baterías recargables es previsible que siga creciendo tanto a corto como a medio plazo. Así, la búsqueda de baterías más ligeras y de mayor densidad de energía para el mercado de la electrónica de consumo es ya una necesidad urgente (¿a quién le gustaría comprar un equipo electrónico en el que la batería ocupara la mayor parte del espacio?).

A este enorme mercado mundial habría que añadir a más largo plazo el no menos importante mercado de baterías recargables para tracción de automóviles eléctricos. En este campo la necesidad de mejora es igualmente patente. De hecho las baterías son el punto débil de los prototipos eléctricos que están empezando a salir ya al mercado del automóvil. Sus prestaciones limitadas y alto precio relativo hacen dura la competencia con vehículos convencionales de combustión. Sin embargo, existe una creciente demanda social de tecnologías limpias, más respetuosas con el medio ambiente que hacen especialmente deseable el desarrollo de vehículos eléctricos al menos para uso en entornos urbanos.

¿Que tecnología es la ideal para el desarrollo de nuevas baterías recargables?. En general, cada tecnología tiene características que se ajustan mejor a ciertas aplicaciones, y existen asimismo numerosos y variados tipos de baterías que se pueden considerar hoy en día en estado de desarrollo.

Una breve lista podría incluir baterías Sodio/azufre, zinc/aire, hidruro metálico/óxido de níquel y baterías de litio. Todas tienen ventajas e inconvenientes que se intentan evitar con diseños adecuados pero las baterías de litio, junto quizá a las de hidruro metálico son las que van encontrando un mayor consenso en cuanto a su potencial y un mayor esfuerzo en su investigación y desarrollo a nivel mundial.

Son muchas las razones que han originado este consenso. En primer lugar el litio es el metal más ligero y esto da lugar a una alta capacidad específica (Figura 1), lo que permite obtener la misma energía con un peso muy inferior (Figura 2).

Figura 1 Figura 2

Por otro lado, cuando un ánodo de litio metálico se combina con cátodos de ciertos óxidos de metales de transición las celdas electroquímicas reversibles que resultan presentan valores de voltaje superiores al de otros sistemas; ello contribuye a una alta densidad de energía. Además de sus características técnicas, la tecnología de litio es de las más versátiles y puede llegar a encontrar aplicaciones comerciales en muy distintos ámbitos, desde los que requieren pequeñas y delgadas microbaterías hasta baterías de alta capacidad y reducido peso para automóviles. Finalmente, y a diferencia del plomo o cadmio, los materiales

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