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jueves, 19 de noviembre de 2009

Video "Bateria de ion de litio".




Baterias de ion de litio:

La batería de iones de litio, también denominada batería Li-Ion, es un dispositivo diseñado para almacenamiento de energía eléctrica que emplea como electrolito, una sal de litio que procura los iones necesarios para la reacción electroquímica reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo.

Las propiedades de las baterias de Li-ion, como la ligereza de sus componentes, su elevada capacidad energética y resistencia a la descarga, la ausencia de efecto memoria o su capacidad para operar con un elevado número de ciclos de regeneración, han permitido el diseño de acumuladores livianos, de pequeño tamaño y variadas formas, con un alto rendimiento, especialmente adaptados para las aplicaciones de la industria electrónica de gran consumo[1] Desde la primera comercialización a principios de los años 1990 de un acumulador basado en la tecnología Li-ion, su uso se ha popularizado en aparatos como teléfonos móviles, agendas electrónicas, ordenadores portátiles y lectores de música.

Sin embargo, su rápida degradación y sensibilidad a las elevadas temperaturas, que pueden resultar en su destrucción por inflamación o incluso explosión, requieren en su configuración como producto de consumo, la inclusión de dispositivos adicionales de seguridad, resultando en un coste superior que ha limitado la extensión de su uso a otras aplicaciones.

A principios del siglo XXI, en el contexto de la creciente carestía de combustibles derivados del petróleo, la industria del automóvil anunció el desarrollo y comercialización de vehículos con motores eléctricos basados en la tecnología de las baterías de iones de litio, con los que se pueda disminuir la dependencia energética de estas fuentes a la vez que siendo de baja emisión de gases.

Ventajas:

Esta tecnología se ha situado como la más interesante en su clase en usos para ordenadores portátiles, teléfonos móviles y otros aparatos eléctricos y electrónicos. Los teléfonos móviles, las agendas electrónicas, e incluso los nuevos reproductores MP3 vienen con baterías basadas en esta tecnología, gracias a sus varias ventajas:

* Una elevada densidad de energía: Acumulan mucha mayor carga por unidad de peso y volumen.
* Poco peso: A igualdad de carga almacenada, son menos pesadas y ocupan menos volumen que las de tipo Ni-MH y mucho menos que las de Ni-Cd y Plomo.
* Gran capacidad de descarga. Algunas baterías de Li-Ión -las llamadas "Lipo" Litio-ión Polímero- que hay en el mercado, se pueden descargar totalmente en menos de dos minutos.
* Poco espesor: Se presentan en placas rectangulares, con menos de 5 mm de espesor. Esto las hace especialmente interesantes para integrarlas en dispositivos portátiles que deben tener poco espesor.
* Alto voltaje por célula: Cada batería proporciona 3,7 voltios, lo mismo que tres baterías de Ni-MH o Ni-Cd (1,2 V cada una).
* Carecen de efecto memoria.
* Descarga lineal: Durante toda la descarga, el voltaje de la batería varía poco, lo que evita la necesidad de circuitos reguladores. Esto es una ventaja, ya que hace muy fácil saber la carga que almacena la batería.
* Larga vida en las baterias profesionales para vehículos eléctricos. Algunos fabricantes muestran datos de más de 3.000 ciclos de carga/descarga para una pérdida de capacidad del 20% a C/3.
* Facilidad para saber la carga que almacenan. Basta con medir, en reposo, el voltaje de la batería. La energía almacenada es una función del voltaje medido.
* Muy baja tasa de autodescarga: Cuando guardamos una batería, ésta se descarga progresivamente aunque no la usemos. En el caso de las baterías de Ni-MH, esta "autodescarga" puede suponer más de un 20% mensual. En el caso de Li-Ion es de menos un 6% en el mismo periodo. Mucha de ellas, tras seis meses en reposo, pueden retener un 80% de su carga.

Incovenientes:

A pesar de todas sus ventajas, esta tecnología no es el sistema perfecto para el almacenaje de energía, pues tiene varios defectos, como pueden ser:

* Duración media: Depende de la cantidad de carga que almacenen, independientemente de su uso. Tienen una vida útil de unos 3 años o más si se almacenan con un 40% de su carga máxima.
* Soportan un número limitado de cargas: entre 300 y 1000, menos que una batería de Ni-Cd e igual que las de Ni-MH.
* Son caras: Su fabricación es más costosa que las de Ni-Cd e igual que las de de Ni-MH, si bien actualmente el precio baja rápidamente debido a su gran penetración en el mercado, con el consiguiente abaratamiento. Podemos decir que se utilizan en todos los teléfonos móviles y ordenadores portátiles del mundo y continúa extendiendo su uso a todo tipo de herramientas portátiles de baja potencia.
* Pueden sobrecalentarse hasta el punto de explotar: Están fabricadas con materiales inflamables que las hace propensas a detonaciones o incendios, por lo que es necesario dotarlas de circuitos electrónicos que controlen en todo momento la batería.
* Peor capacidad de trabajo en frío: Ofrecen un rendimiento inferior a las baterías de Ni-Cd o Ni-MH a bajas temperaturas, reduciendo su duración hasta en un 25%.

Cuidado de la bateria:

Estas baterías no tienen efecto memoria, y por ello no hace falta descargarlas por completo. De hecho no es recomendable, dado que puede acortar mucho su vida útil. Sin embargo, y a pesar de no requerir de un mantenimiento especial, al igual que las otras baterías, necesitan ciertos cuidados:

* Es recomendable que permanezcan en un sitio fresco (15 ºC), y evitar el calor.
* Cuando se vayan a almacenar mucho tiempo, se recomienda dejarlas con carga intermedia (40%). Asimismo, se debe evitar mantenerlas con carga completa durante largos periodos de tiempo.
* La primera carga no es decisiva en cuanto a su duración y no es preciso hacerla; el funcionamiento de una batería de ión de Litio en la primera carga es igual al de las siguientes. Es un mito probablemente heredado de las baterías de níquel
* Es preciso cargarlas con un cargador específico para esta tecnología. Usar un cargador inadecuado dañará la batería y puede hacer que se incendie.
* Existen también bolsas especiales en donde se las guarda al momento de cargarlas en caso de que se incendien ya que estas baterías son muy delicadas.

Hay que tener en cuenta que existen en el mercado muchas combinaciones de Litio, lo que esto puede llevar a muchas características diferentes.

85.06 PILAS Y BATERIAS DE PILAS, ELECTRICAS.
8506.10 – De dióxido de manganeso.
8506.30 – De óxido de mercurio.
8506.40 – De óxido de plata.
8506.50 – De litio.
8506.60 – De aire-zinc.
8506.80 – Las demás pilas y baterías de pilas.
8506.90 – Partes.
Las pilas eléctricas son generadores de corriente que funcionan por transformación de la energía liberada por reacciones químicas apropiadas.
Constan en principio de un recipiente que contiene un electrólito alcalino o no alcalino (por ejemplo: hidróxido de potasio o de sodio, cloruro de amonio o una mezcla de cloruro de litio, de cloruro de amonio, de cloruro de zinc y de agua) en el que se sumergen dos electrodos. El ánodo está generalmente constituido por zinc, magnesio o litio y el cátodo (electrodo despolarizante) está compuesto, por ejemplo, por dióxido de manganeso (mezclado con carbón en polvo), óxido de mercurio u óxido de plata. En las pilas de litio el ánodo es de litio y el cátodo es, por ejemplo, de cloruro de tionilo, de dióxido de azufre, de dióxido de manganeso o de sulfuro de hierro. En las pilas de aire-zinc se usa normalmente un electrólito alcalino o neutro. El zinc se utiliza como ánodo, el oxígeno difundido en la pila constituye el cátodo. Los electrodos suelen estar provistos de un dispositivo exterior para la conexión de la pila. La característica principal de una pila eléctrica es que no puede recargarse fácil o eficazmente. Se usa un electrólito no acuoso a causa de la solubilidad y de la reactividad de litio en soluciones acuosas
Las pilas se prestan a numerosas aplicaciones (dispositivos sonoros, instalaciones telefónicas, audífonos, cámaras, relojes, calculadoras, marcapasos, radios, juguetes, linternas, aguijones eléctricos para ganado, etc.). Se pueden agrupar en baterías por acoplamiento en serie, en paralelo o mixto. Se clasifican en esta partida independientemente del uso a que se destinen, incluidas, en consecuencia, las pilas patrón, destinadas sobre todo a laboratorios, que son pilas cuya fuerza electromotriz se conoce con precisión y varía muy poco con las condiciones de utilización.

Existen numerosos tipos de pilas, entre los que se pueden citar:
1) Las pilas húmedas, en las que el electrólito es un líquido que no está inmovilizado. Las pilas de este tipo son sensibles a la posición en que se coloquen.
2) Las pilas secas, que se utilizan sobre todo en aparatos portátiles, y en las que el electrólito, inmovilizado con sustancias absorbentes o geles forma una pasta (por ejemplo, mezclado con un espesante como el agar-agar o la harina). El electrólito usado puede ser líquido, pero está inmovilizado para evitar su vertido.
3) Las pilas cebables (también llamadas inertes), que no pueden suministrar energía eléctrica mientras no se proceda a la operación de cebado, que consiste en añadirle todo o parte del electrólito, o una cierta cantidad de agua, o en las que el electrólito debe ser calentado antes de hacerse conductor iónico.
4) Las pilas de concentración, tipo de pilas con dos líquidos que tienen grados de concentración diferentes.

Las pilas y baterías pueden fabricarse de formas y tamaños muy diversos. Los tipos comunes son de forma cilíndrica o de botón.
Algunas pilas, principalmente las descritas en el apartado 1) anterior, y ciertas pilas cebables o inertes se presentan generalmente sin el electrólito. La clasificación no queda afectada por ello.
Esta partida no comprende las pilas eléctricas recargables, que se clasifican como acumuladores eléctricos en la partida 85.07.
PARTES
Salvo lo dispuesto con carácter general respecto a la clasificación de partes (véanse la Consideraciones Generales de la Sección), esta partida comprende igualmente las partes de pilas o de baterías de pilas, incluidos los recipientes o envolventes.

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Se excluyen de esta partida:
a) Los dispositivos terminales (por ejemplo, bornes, polos y terminales) (partida 85.36).
b) Las células fotovoltaicas (partida 85.41).
c) Los carbones para pilas (partida 85.45).
d) Las pilas y baterías de pilas eléctricas inservibles así como los desperdicios y desechos de pilas (partida 85.48).
e) Los termopares (por ejemplo, partidas 85.03, 85.48, 90.33).
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Nota explicativa de subpartida.
Subpartidas 8506.10, 8506.30 y 8506.40
La clasificación en estas subpartidas está determinada por la composición del cátodo (electrodo despolarizante). Sin embargo, las pilas con cátodo de dióxido de manganeso y ánodo de litio se clasifican en la subpartida 8506.50 como pilas de litio (ver a continuación la Nota explicativa de esta subpartida).
Subpartida 8506.50
La clasificación en esta subpartida está determinada por la composición del ánodo.


85.07 ACUMULADORES ELECTRICOS, INCLUIDOS SUS SEPARADORES, AUNQUE SEAN CUADRADOS O RECTANGULARES.
8507.10 – De plomo, de los tipos utilizados para arranque de motores de émbolo (pistón).
8507.20 – Los demás acumuladores de plomo.
8507.30 – De níquel cadmio.
8507.40 – De níquel hierro.
8507.80 – Los demás acumuladores.
8507.90 – Partes.
Los acumuladores eléctricos o pilas secundarias se caracterizan por el hecho de que la acción electroquímica es reversible, de forma que el acumulador puede ser recargado. Se utilizan para acumular energía eléctrica y restituirla cuando se precisa. El paso de una corriente continua por un acumulador produce ciertas reacciones químicas (carga); cuando los bornes del acumulador se conectan después a un circuito exterior, estas reacciones químicas se producen en sentido inverso, generando así una corriente continua (descarga). El ciclo carga descarga puede repetirse.

Los acumuladores están formados en esencia por un recipiente que contiene el electrólito en el que se sumergen dos electrodos con bornes para la conexión al circuito exterior. A veces, el recipiente está dividido en compartimientos, cada uno de ellos con electrodos y electrólito, constituyendo entonces un elemento acumulador, unido eléctricamente a los demás elementos, generalmente por un montaje en serie para producir una tensión más elevada. Los acumuladores pueden ensamblarse en baterías, el conjunto se coloca, a veces, en un chasis común que puede formar cuerpo con los propios recipientes del acumulador. Los acumuladores pueden ser de tipo húmedo o seco.

Los principales tipos de acumuladores son:
1) Los acumuladores de plomo, en los que el electrólito es el ácido sulfúrico y la materia activa de los electrodos, plomo o un compuesto de plomo.
2) Los acumuladores alcalinos, en los que el electrólito suele ser de hidróxido de potasio o de litio, o de cloruro de tionilo, y los electrodos son, por ejemplo, de:
1°) níquel o un compuesto de níquel para los electrodos positivos y de hierro o un compuesto de hierro, de cadmio o de un hidruro metálico para los negativos;
2°) óxido de cobalto litiado para los electrodos positivos y una mezcla de grafito para los negativos;
3°) carbono para los electrodos positivos y litio metálico o una aleación de litio para los negativos;
4°) óxido de plata para los electrodos positivos y de zinc para los negativos.
Según los casos, los electrodos consisten en láminas, placas o barras de materia activa o rejillas, tubos, etc., recubiertos o rellenos con tal materia. En cuanto a los recipientes para acumuladores de plomo, son generalmente de vidrio o, en el caso de los acumuladores para vehículos, de plástico, de caucho endurecido o de materias compuestas moldeadas. En las grandes baterías de acumuladores fijos, se utilizan también cajas de plástico o de madera forradas interiormente con vidrio u hojas de plomo. Los acumuladores alcalinos pueden ser de forma y tamaño específico, para incorporarse a los dispositivos a los que van a suministrar la electricidad. Pueden estar alojados en continentes estancos. Muchos acumuladores alcalinos se parecen exteriormente a las pilas o baterías de la partida 85.06.
Los acumuladores sirven para suministrar electricidad en numerosas aplicaciones, por ejemplo: vehículos automóviles, coches de golf, carretillas elevadoras, herramientas de mano con motor, teléfonos móviles, máquinas automáticas para tratamiento o procesamiento de datos de tipo portátil, linternas.
Los acumuladores de plomo llevan a veces un densímetro que midiendo la densidad del electrólito indica aproximadamente el grado de carga del acumulador.
Los acumuladores se clasifican aquí, aunque no lleven el electrólito.