Baterías de ion-litio: mitos y realidades

Equipo Vostok
septiembre 30, 2024

Baterías de ion-litio: ¿qué son?

Imagina un mundo donde tus auriculares inalámbricos, tu smartphone, tu reloj inteligente, tus paneles solares y tu coche eléctrico son simplemente sueños lejanos. Hace tan solo unas dos décadas, estas innovaciones solamente estaban en las mentes de algunos “locos”, pero hoy son realidades que transforman nuestro día a día. Esta transformación ha cobrado vida, gracias en gran medida a la innovación de las baterías de ion de litio. Estas innovadoras baterías tienen la capacidad de concentrar una mayor cantidad de energía en un espacio reducido, lo que las convierte en un elemento fundamental para el futuro del almacenamiento energético. Su relevancia crece a medida que enfrentamos los retos del cambio climático, donde la descarbonización y la adopción de energías renovables son más importantes que nunca.

¿Por qué el litio? El litio es ligero y eficiente, lo que permite crear baterías recargables con una capacidad de energía muy alta. Desde nuestros teléfonos inteligentes hasta los innovadores coches eléctricos, el litio impulsa el futuro de la tecnología portátil. Sin duda, lo más extraordinario de esta tecnología es su papel crucial en la batalla contra el cambio climático, ya que facilita la disminución del consumo de combustibles fósiles.

Pero… ¿qué son exactamente las baterías de ion-litio?

Una batería de ion de litio o batería Li-Ion es un tipo de batería recargable que utiliza compuestos de litio como uno de los electrodos.

En 1985, Akira Yoshino dio vida al primer prototipo de batería, construyendo sobre los cimientos de las investigaciones pioneras de John Goodenough y otros visionarios de la década de los 70.

Más tarde, en el año 1991, un grupo de innovadores de Sony logró dar vida a la primera batería comercial de iones de litio, marcando un hito en la historia de la tecnología. A lo largo del tiempo, se han sumado innovaciones significativas, destacando la implementación de cátodos de óxido de níquel, manganeso y cobalto (NMC), los cuales han revolucionado la densidad de carga, optimizado el rendimiento y reforzado la seguridad.

Funcionamiento y características

Las baterías de iones de litio se componen de las siguientes partes: un electrodo negativo o ánodo de donde salen los electrones y un electrodo positivo o cátodo que los recibe. Cuando se conecta la batería, los iones de litio se mueven desde el ánodo hasta el cátodo a través de un electrolito, dando lugar a la diferencia de potencial que produce la corriente. Cuando se carga la batería, los iones de litio vuelven al ánodo.

Las baterías de iones de litio (Li-ion) son conocidas por su alta densidad de energía, lo que significa que pueden almacenar más energía en menos espacio. Esto las hace ideales para motos eléctricas, ya que tienen una buena relación peso-rendimiento que permite recorrer distancias más largas antes de tener que recargarlas. Sin embargo, requieren un manejo cuidadoso y sistemas sofisticados de gestión de baterías (BMS) para evitar problemas de seguridad como el sobrecalentamiento.

¿Son peligrosas las baterías de ion-litio?

Es habitual encontrar en redes sociales vídeos de móviles, motos o coches que utilizan baterías de ion-litio en llamas. Pero, ¿cuáles son realmente los riesgos reales de las baterías de iones de litio?

Si bien es cierto que pueden incendiarse en situaciones extremas, las veces que esto ocurre son raras y suelen estar relacionadas con fallas en su diseño o uso incorrecto. De hecho, el litio es una de las tecnologías más seguras para almacenar energía cuando se gestiona adecuadamente.

¿Y si las comparamos con los vehículos de combustión? Pues según un estudio de la Swinburne University of Technology en Suecia, los vehículos eléctricos tienen 20 veces menos probabilidades de incendiarse que los de gasolina o diésel. En 2022, en Suecia, se registraron 3,400 incendios en coches de combustión (un 0.08% de todos esos vehículos), mientras que solo hubo 23 incendios en eléctricos, que es apenas el 0.004% de su flota. Así que además de ser más ecológicos, los eléctricos son mucho más seguros. ¡Otro buen motivo para hacer el cambio, ¿no?!

Pero… ¿y por qué explotan las baterías? Las explosiones o incendios ocurren cuando la batería se sobrecalienta o se daña, lo que puede provocar un cortocircuito interno. Esto puede suceder si la batería es sometida a golpes, sobrecarga o temperaturas extremas. La realidad es que, cuando se manejan correctamente, las baterías de ion-litio son seguras.

Es importante tener en cuenta que cualquier batería, sea del tipo que sea, tiene riesgos si se utiliza incorrectamente o si tiene un defecto de fabricación. Aquí es donde entra en juego el Sistema de Gestión de Batería (BMS), que regula la carga, descarga y temperatura, protegiendo la batería de condiciones peligrosas.

El BMS monitorea constantemente factores como la temperatura, el estado de carga y descarga, y la integridad general de la batería. Su función es detectar cualquier anomalía y evitar que la batería se sobrecargue o sobrecaliente, previniendo así accidentes. Además, el BMS ajusta el rendimiento de la batería para prolongar su vida útil y asegurar que siempre funcione dentro de los parámetros seguros. Por ello, las baterías modernas que incluyen BMS son mucho más seguras y confiables que aquellas sin este tipo de control.

La temperatura óptima de funcionamiento de una batería de iones de litio está entre 20 y 40°C. La mayoría de las baterías de iones de litio incluyen un sistema de gestión de la batería (BMS) para interrumpir su funcionamiento más allá de un umbral de temperatura (normalmente 60°C).

Beneficios de las baterías de ion-litio

Pese a los mitos sobre su seguridad, las baterías de ion-litio ofrecen una serie de ventajas que las hacen imprescindibles en la actualidad. Veamos algunas de ellas:

Alta densidad de energía: El litio tiene una de las densidades de energía más altas de todas las tecnologías de baterías recargables, lo que significa que puede almacenar grandes cantidades de energía en un espacio reducido. Esto es ideal para dispositivos portátiles como teléfonos móviles, ordenadores y vehículos eléctricos. Por ejemplo, una moto eléctrica puede recorrer largas distancias gracias a la capacidad energética de las baterías de ion-litio.
Larga vida útil: Las baterías de ion-litio tienen una mayor duración en comparación con otros tipos de baterías. Su capacidad de almacenamiento disminuye más lentamente con el tiempo, lo que las hace ideales para aplicaciones donde la durabilidad es importante, como los vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía renovable. Las baterías de litio duran unos 20 años aproximadamente, esto son unos 4000 ciclos con un 80% de profundidad de descarga.
Recarga rápida: Otra ventaja es su capacidad de recargarse rápidamente. Esto es especialmente importante en aplicaciones donde el tiempo de inactividad debe ser mínimo, como en los coches o motos eléctricas. Gracias a las baterías de ion-litio, las Vostoks se pueden cargar totalmente en menos de 4 horas.
Sostenibilidad: El litio es un componente crucial para la transición hacia fuentes de energía más limpias. Las baterías de ion-litio permiten almacenar energía de fuentes renovables como la solar y eólica, lo que ayuda a reducir la dependencia de los combustibles fósiles y, por ende, las emisiones de gases de efecto invernadero.
Bajo mantenimiento: A diferencia de otras baterías, como las de níquel-cadmio, las baterías de ion-litio no requieren mantenimiento regular para garantizar su rendimiento. No presentan problemas como el «efecto memoria», que puede reducir la capacidad de almacenamiento en otras tecnologías.

Desafíos y puntos débiles de las baterías de ion-litio

Si bien las baterías de ion-litio son muy eficientes, no todo es de color de rosa y también tienen algunos desafíos que deben ser considerados.

Materiales limitados: Uno de los principales retos de las baterías de ion-litio es la disponibilidad de los materiales necesarios para su producción, especialmente el litio y el cobalto. La extracción de estos recursos se concentra en pocos países, lo que puede llevar a fluctuaciones en los precios y posibles tensiones políticas. Además, la minería de estos materiales puede tener un impacto ambiental significativo, especialmente en términos de consumo de agua y degradación del suelo. Sin embargo, se están desarrollando métodos más sostenibles para extraer y reciclar litio. Y como pasa con cualquier avance tecnológico, lo importante es pensar en lo que aporta de inmediato a la sociedad, y seguir innovando y mejorando lo que ya tenemos. ¡Siempre se puede hacer mejor!
Reciclaje: Aunque las baterías de ion-litio tienen una larga vida útil (20 años aprox.), deben ser reemplazadas. El reciclaje de estas baterías es un área que aún está en desarrollo, y la creación de sistemas de reciclaje de circuito cerrado es crucial para maximizar su sostenibilidad. Algunos de los componentes de las baterías de litio pueden ser reciclados, pero el proceso aún no está tan avanzado como debería.
Costes iniciales: Las baterías de ion-litio son más caras de producir que otras tecnologías de baterías. Sin embargo, los costos han estado disminuyendo constantemente a medida que la producción se incrementa y la tecnología mejora. A largo plazo, los beneficios superan ampliamente el costo inicial.

En resumen, las baterías de ion-litio no sólo son seguras cuando se gestionan adecuadamente, sino que son el pilar sobre el cual se está construyendo el futuro energético. Si bien hay desafíos relacionados con su producción y reciclaje, las soluciones están avanzando rápidamente.

En Vostok, entendemos el poder transformador del litio y hemos adoptado esta tecnología en nuestras motos eléctricas para ofrecer eficiencia, sostenibilidad y seguridad. Con sistemas de gestión avanzados como el BMS, nuestras baterías están diseñadas para maximizar el rendimiento y garantizar tu seguridad.

El mito de que las baterías de litio son peligrosas no debe frenar la adopción de esta tecnología. El mundo está cambiando, y las baterías de ion-litio están a la vanguardia de esa transformación. ¿Te atreves a probarlas?