LiFePO4 La batería más segura y longeva.
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Un poco de historia.
La batería de LiFePO4 fue inventada por el químico John B. Goodenough, junto con otros investigadores, en la década de 1990. Sin embargo, la batería de LiFePO4 tal como se conoce hoy en día fue desarrollada principalmente por el profesor de química y materiales de la Universidad de Texas, Arumugam Manthiram, y su equipo de investigación en la década de 2000.
¿Qué es una batería de LiFePO4?
Una batería de LiFePO4 es una batería de iones de litio que utiliza como cátodo el compuesto químico LiFePO4 (fosfato de hierro y litio). Se trata de una tecnología de batería de litio que se ha desarrollado como alternativa a otras baterías de iones de litio, como las que utilizan cátodos de óxido de cobalto o níquel, que son más propensas a sufrir problemas de seguridad, especialmente en aplicaciones de alta corriente.
Las baterías de LiFePO4 tienen varias ventajas en comparación con otras baterías de iones de litio. En primer lugar, son más seguras, ya que son menos propensas a sufrir sobrecalentamiento y explosiones. También tienen una mayor vida útil y una mayor capacidad de carga en comparación con otras baterías de iones de litio. Además, son más respetuosas con el medio ambiente, ya que no contienen metales pesados como el cobalto o el níquel, que son difíciles de reciclar y pueden ser dañinos para el medio ambiente.
Hablemos de seguridad, por que sigue siendo litio, pero…
La batería de LiFePO4 se considera una de las baterías más seguras entre las baterías de iones de litio debido a su estructura química única. El material de cátodo LiFePO4 es altamente resistente a la sobrecarga, la alta temperatura y los cortocircuitos. Además, su proceso de carga y descarga es más estable y menos propenso a la generación de calor excesivo, lo que reduce el riesgo de incendios y explosiones.
Otra propiedad de seguridad importante de las baterías LiFePO4 es su baja inflamabilidad. A diferencia de otras baterías de iones de litio, como las de LiCoO2, LiMnO2 o LiNiCoAlO2, que pueden ser inflamables en caso de sobrecalentamiento o cortocircuito, las baterías de LiFePO4 son altamente resistentes a la inflamación y no son propensas a explotar en caso de falla.
La batería de LiFePO4 se considera una opción segura y confiable para aplicaciones de almacenamiento de energía y vehículos eléctricos.
¿Cuál es su impacto en el medio ambiente?
En términos generales, las baterías de LiFePO4 son consideradas más ecológicas que las baterías de Li-ion. Esto se debe a que las baterías de LiFePO4 utilizan fosfato de hierro como cátodo, mientras que las baterías de Li-ion suelen utilizar cátodos de óxido de cobalto, níquel y manganeso.
El fosfato de hierro es un material más abundante, menos tóxico y menos costoso que los materiales utilizados en las baterías de Li-ion. Además, las baterías de LiFePO4 tienen una vida útil más larga y son menos propensas a sobrecalentarse y explotar que las baterías de Li-ion, lo que significa que tienen un menor impacto ambiental en términos de desechos y emisiones.
Es importante tener en cuenta que todas las baterías tienen un impacto ambiental durante su producción y eliminación, y que la energía utilizada para cargar y reciclar las baterías también tiene un impacto en el medio ambiente.
Como se fabrica una batería de LiFePO4
La fabricación de una batería de LiFePO4 involucra varios pasos, que incluyen la preparación de los materiales activos, la fabricación de los electrodos, la construcción de la celda y el proceso de ensamblaje.
Preparación de materiales
Los materiales activos necesarios para la batería de LiFePO4 se producen a través de una serie de procesos químicos que incluyen la síntesis de hierro y fosfato de litio, seguido de la mezcla y calcinación de los materiales. Estos materiales se mezclan con otros componentes para crear la pasta del electrodo.
Fabricación de electrodos
La pasta del electrodo se aplica a una lámina de cobre para el electrodo positivo y una lámina de aluminio para el electrodo negativo. Luego se secan y se cortan en tamaño.
Construcción de la celda
Se coloca una fina lámina de separador entre los electrodos positivo y negativo, y se enrollan juntos en una estructura cilíndrica. Se agrega un líquido electrolito para permitir la transferencia de iones entre los electrodos.
Ensamblaje
Las celdas individuales se agrupan para formar un paquete de baterías. Se agregan los circuitos de protección, el sistema de gestión de la batería y los conectores.
Una vez que se completa el proceso de fabricación, la batería de LiFePO4 puede ser cargada y descargada para su uso en una amplia variedad de aplicaciones.
Especificaciones de una celda LiFePO4
Voltaje nominal: 3.2 V
Densidad de energía específica: 90 Wh/kg
Densidad de potencia específica: 200 W/kg
Ciclos de vida útil: más de 2000 ciclos a una tasa de descarga del 80%
Temperatura de operación: -20 a 60°C
Química del cátodo: LiFePO4
Química del ánodo: Grafito
Electrólito: sal de litio
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