Ciencia

Así funcionan las baterías de litio que tenemos en todos los dispositivos electrónicos

Son unas pequeñas maravillas tecnológicas que traemos en los bolsillos

 Las baterías de litio son omnipresentes en nuestra vida diaria: están en los teléfonos celulares, computadoras y tablets.

Son las que hacen posible que podamos andar por la calle mandando memes y emojis a nuestros amigos, sin necesidad de estar conectados a una toma de corriente eléctrica.

Estas baterías recargables, también llamadas de iones de litio, o Li-ion, son las proveedoras de la energía necesaria para hacer funcionar a la mayoría de los dispositivos electrónicos que usamos todos los días.

Sus primeros prototipos se diseñaron a principios de la década de los 1970, pero no fue hasta 1991 que la compañía japonesa Sony presentó una versión comercial, que de manera general se sigue pareciendo mucho a las que usamos ahora.

Su desarrollo es tan importante que en 2019 la Academia Sueca de Ciencias otorgó el Premio Nobel de Química a sus desarrolladores originales

John Goodenough, Stanley Whittingham y Akira Yoshino, recibieron este galardón por sus contribuciones en el desarrollo de las baterías de litio.

Metal ligero, pilas ligeras

Una de las principales virtudes de las baterías de litio, es que dan autonomía a los dispositivos que las tienen: es decir que se pueden usar durante mucho tiempo, sin necesidad de recargarlas.

Eso se debe a que los compuestos que contiene pueden almacenar una gran cantidad de energía, gracias a las características electroquímicas del litio.

Este elemento es apenas el tercero de la tabla periódica, lo que quiere decir que tiene átomos pequeños, por eso es un material ligero.

Esta característica contribuye a que las baterías de litio tengan un peso menor, comparado con el de otras baterías recargables, como las que contienen plomo, que se usan en los automóviles.

Una batería de litio pequeña y ligera tiene la capacidad de almacenar carga que puede durar desde horas, hasta días.

En eso también contribuye, a que además del litio se usan otros materiales que permiten que se apilen de la forma más cercana posible las celdas que la forman

Por eso las baterías de litio pueden ser compactas y delgadas.

Baterías de litio más seguras

Un problema con este tipo de baterías es que en sus procesos de recarga se producen reacciones exotérmicas, es decir que liberan calor. 

Esto, sumado a que parte de los componentes de las baterías de litio son inflamables, contribuye a que en ciertas circunstancias puedan incendiarse o incluso explotar.

Sin duda nadie puede andar con tranquilidad por ahí, pensando que trae una pequeña bomba en forma de celular en la bolsa.

Aunque el riesgo anterior es real, las baterías de litio, no se incendian espontánamente ni bajo cualquier circunstancia.

Deben existir primero las condiciones que favorezcan el sobrecalentamiento, como por ejemplo cuando se está cargando un equipo: por eso en general se recomienda no usar los dispositivos electrónicos cuando están conectados a la corriente eléctrica.

También puede suceder cuando las terminales de litio de la batería quedan demasiado juntas unas con otras y con lo que pueden hacer cortocircuito.

Eso es un problema cuando se quieren miniaturizar los equipos: al buscar hacer baterías más compactas puede pasar que se acerquen demasiado sus componentes.

Pero esto se puede evitar primero con un diseño adecuado de las baterías de litio y también añadiendo materiales que puedan funcionar como aislantes.

Por ejemplo se ha probado usar películas muy delgadas de polietileno mezcladas con nanopartículas.

Si ocurre un calentamiento rápido los espacios entre las nanopartículas se expanden, interrumpiendo el paso de la corriente. Una vez que la batería se enfría por completo, las nanopartículas regresan a su lugar y el funcionamiento del dispositivo vuelve a la normalidad.

Este tipo de mejoras mejoran su desempeño y abren la puerta a que podamos usarlas para producir energía en sustitución de los combustibles fósiles. Algo que necesitamos con urgencia.

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