Las baterías de iones de litio están ganando popularidad como alternativa potente, ligera y respetuosa con el medio ambiente.
Las baterías de iones de litio se utilizan comercialmente desde la década de 1990. Desarrolladas originalmente para su uso en electrónica de consumo, están ganando popularidad como alternativa potente, ligera y ecológica a las baterías de plomo-ácido y otras baterías de tracción.
Todas las baterías constan de dos electrodos (el ánodo y el cátodo), un separador para evitar que los electrodos se toquen entre sí y provoquen un cortocircuito, y un electrolito que llena el espacio restante de la batería. En las baterías tradicionales de plomo-ácido, los electrodos son de plomo y el electrolito es una mezcla de agua y ácido sulfúrico. Una reacción química entre el plomo y el ácido sulfúrico produce electrones libres que salen de la batería en forma de electricidad.
En las baterías de iones de litio, los electrodos se fabrican con compuestos de litio: óxidos metálicos de litio para el cátodo y compuestos de litio-carbono para el ánodo. El electrolito es un medio conductor, generalmente un polímero en gel o un líquido que contiene una sal de litio o un disolvente orgánico. Al generar energía, el electrolito permite que los iones de litio pasen del ánodo al cátodo en un proceso conocido como intercalación. Esto produce electrones libres, que salen de la batería desde el ánodo, se mueven por el circuito en forma de electricidad y vuelven al cátodo. Durante la carga ocurre lo contrario. El separador favorece la intercalación, ya que sólo permite que los iones de litio pasen a través de él. Impide que los electrones y las partículas del electrodo atraviesen la batería.
En general, las baterías de iones de litio son más ligeras y pueden cargarse más rápidamente que las de plomo-ácido. Como tienen una mayor densidad energética que las baterías tradicionales, es posible fabricar baterías más pequeñas manteniendo la misma capacidad de almacenamiento. Una de las principales ventajas de las baterías de iones de litio es que, como la reacción química que se produce es reversible, los electrodos no se degradan con el tiempo. Por tanto, las baterías pueden cargarse muchas más veces que sus equivalentes de plomo-ácido. También son más respetuosas con el medio ambiente, ya que no contienen ninguna sustancia (como el plomo o el ácido sulfúrico) con una alta carga medioambiental.
Por otro lado, el litio es una sustancia muy reactiva, los electrolitos orgánicos son muy volátiles y el ánodo suele presentar una gran inestabilidad térmica. Como consecuencia, las baterías de iones de litio presentan riesgo de incendio si se pinchan o se cargan de forma inadecuada. En concreto, pueden sufrir un peligroso proceso conocido como fuga térmica. Garantizar la seguridad de las baterías de iones de litio es una preocupación clave, y los fabricantes utilizan muchos métodos para prevenir y mitigar el desbordamiento térmico.