Baterías de ion-litio: pros y contras

En los anteriores post de este blog, he detallado las principales características y el procedimiento de carga y descarga de las baterías de ion-litio, las más populares entre las baterías recargables. En este analizaré sus ventajas e inconvenientes. Las baterías de ion-litio son populares porque tienen una serie de ventajas importantes sobre las tecnologías de la competencia:

Ventajas de las baterías de ion-litio

i) En general, son mucho más livianas que otros tipos de baterías recargables del mismo tamaño. Una de las razones se debe a que el litio es un elemento muy reactivo, lo que significa que puede almacenar mucha energía en sus enlaces atómicos. Esto se traduce en una densidad de energía muy alta para estas baterías frente a las más “veteranas” de Ni-Cd o Ácido-Plomo, tal y como muestra la siguiente imagen, donde se compara este factor para diversas tecnologías de baterías recargables:

Una batería típica de iones de litio puede almacenar 150 Wh/kilogramo. Una batería de NiMH (hidruro de níquel-metal) puede almacenar aproximadamente 100 Wh/kilogramo. Una de plomo-ácido almacena solo 25 Wh/kilogramo; es decir, utilizando la tecnología de plomo-ácido, se necesitan seis kilogramos para almacenar la misma cantidad de energía que una batería de ion-litio de un kilogramo, lo que hace a las baterías de ion-litio muy apropiadas si se quiere poco peso y poco tamaño.

ii) Mantienen su carga durante períodos prolongados de tiempo. Las baterías de ion-litio pierden solo alrededor del 5 % de su carga por mes, en comparación con una pérdida del 20 % por mes para las baterías de NiMH.

iii) No tienen efecto memoria, lo que significa que no es preciso. descargarlas completamente antes de recargarlas, como ocurre con otras tecnologías.

iv) Las baterías de ion-litio pueden soportar cientos de ciclos de carga/descarga.

v) Finalmente, al no contener metales muy contaminantes como el cadmio, son menos agresivas para el medio ambiente, aunque no son inocuas y su reciclado debe realizarse con cuidado.

Eso no quiere decir que sean maravillosas, también tienen desventajas, algunas muy importantes:

Inconvenientes de las baterías de ion-litio

i) Desde el punto de vista de su utilización en automóviles, las baterías recargables almacenan solo una pequeña fracción de la energía que llevan los combustibles habituales de los motores de combustión interna (gasolina, gasoil, queroseno, gas natural); en términos más científicos, tienen una densidad de energía mucho menor. Esa es la razón por la que la recarga de un automóvil que utiliza alguno de los combustibles indicados se realiza en pocos minutos, mientras que la recarga de las baterías de un vehículo eléctrico se prolonga durante varias horas. Esta es, probablemente, una de las principales desventajas de estas baterías en la actualidad.

ii) Empiezan a degradarse en cuanto salen de la fábrica. Solo duran dos o tres años a partir de la fecha de fabricación, independientemente de que se usen o no.

iii) Son extremadamente sensibles a las altas temperaturas. El calor hace que las baterías de ion-litio se degraden mucho más rápido de lo que normalmente lo harían.

iv) Si se descarga completamente, la batería queda inutilizada de forma irreversible.

v) Existe una pequeña posibilidad de que se incendien. Este hecho ha suscitado una gran controversia en algunas ocasiones, aunque hay que decir que, por norma general, son seguras y es muy raro que exploten. Cuando ocurre suele deberse a defectos de fabricación. La siguiente fotografía muestra una de estas baterías, tras sufrir una explosión:

En el siguiente post de esta serie analizaré los procesos de fabricación de estas baterías y algunas consideraciones sobre la abundancia/escasez de los recursos naturales que utilizan estas tecnologías.