Datos básicos sobre la pila de litio-óxido de cobalto y su funcionamiento

Imaginemos un mundo sin la pila de óxido de litio-cobalto: algunos pequeños aparatos de consumo no funcionarían. La pila de óxido de litio-cobalto alimenta una parte de la electrónica moderna, incluidos los pesados teléfonos móviles y los ordenadores portátiles. Como resultado, es evidente que las baterías desempeñan un papel en la existencia de la pequeña electrónica de consumo.

¿Tiene un dispositivo que funciona con una batería de óxido de litio-cobalto? Si es así, necesitará conocer mejor las principales características y componentes de la batería. En este artículo, conocerá las cualidades esenciales de la batería de óxido de litio-cobalto, como su capacidad de almacenamiento de energía, su nivel de seguridad y sus componentes.

¿Qué es una batería de litio-óxido de cobalto?

La batería de óxido de litio y cobalto se fabrica a partir de carbonato de litio y cobalto. Cuando la batería de óxido de litio y cobalto se está cargando, el carbono presente en su reacción química actúa como ánodo que descarga los iones de litio, mientras que el óxido de cobalto actúa como cátodo que acepta los iones de litio. Del mismo modo, durante la descarga, el carbono libera iones de litio que fluyen de vuelta al óxido de cobalto.

La batería de litio-óxido de cobalto tiene propiedades tanto de energía específica como de potencia específica. Aunque la batería funciona con una alta energía específica (capacidad), su potencia específica (salida de potencia) es baja. Estas baterías no pueden funcionar bien en aplicaciones de alta carga debido a su baja potencia de salida, aunque pueden almacenar y proporcionar energía durante un corto periodo de tiempo debido a su alta capacidad de almacenamiento de energía.

¿Para qué se utiliza el óxido de litio y cobalto?

La batería de óxido de cobalto y litio se utiliza habitualmente para alimentar aparatos electrónicos portátiles como teléfonos inteligentes, tabletas, ordenadores portátiles y cámaras. Estas baterías son adecuadas para dispositivos móviles porque tienen una alta densidad de carga, lo que significa que pueden almacenar mucha energía sin ser demasiado pesadas.

¿Es seguro el óxido de litio y cobalto?

El cobalto, a diferencia del litio, es venenoso y reactivo por sí mismo. Supone un riesgo de disipación del calor, una reacción química dentro de la batería que se produce independientemente de la temperatura, cuando se utiliza en baterías de iones de litio.
Cuando una batería de cobalto se degrada y entra en un estado de sobrecalentamiento, crea un fuego voraz que es peligroso y no se puede apagar con agua o conservantes de llama, ni se puede confinar dentro de su recinto. Sin embargo, hay que dejar que la llama arda hasta que se liberen gases venenosos. Por tanto, no es respetuoso con el medio ambiente.

Más allá de los peligros del fuego, el cobalto expone a las personas y al medio ambiente a sustancias nocivas en cada fase del proceso de extracción. Debido a la falta de medidas de seguridad, los trabajadores están expuestos a altos niveles de cobalto en estos entornos de trabajo peligrosos, lo que puede causar problemas de salud que van desde dificultad para respirar hasta asma, neumonía y daños cardíacos.

Qué batería es mejor LiFePO4 o cobalto

Cuando se comparan las características de dos baterías, como las de litio hierro fosfato y litio cobalto óxido, algunas propiedades básicas como la vida útil de las baterías de litio hierro fosfato sin la presencia del elemento cobalto son 2 o 3 veces superiores a las de una batería de litio cobalto óxido.

Además, aunque las baterías de óxido de cobalto y litio se cargan más rápido en poco tiempo, no pueden utilizarse durante un periodo prolongado. Pero en el caso de las baterías de fosfato de iones de litio, aunque tarden más en cargarse, la energía almacenada cuando están totalmente cargadas durará mucho tiempo sin afectar a su vida útil.

Teniendo en cuenta su larga duración, las baterías de litio-fosfato suelen ser la alternativa más rentable.

Debido a su encomiable largo ciclo de vida, las baterías de litio hierro fosfato son comúnmente reconocidas y utilizadas como fuentes de energía para paneles solares, vehículos eléctricos, bicicletas y más aplicaciones que necesitan una fuente de alimentación estable.

Debido a sus propiedades superiores, como su gran estabilidad térmica, seguridad y largo ciclo de vida, las baterías de litio-hierro-fosfato se consideran una opción mejor que las de litio-cobalto-óxido.

¿Es lo mismo el litio-ion que el litio-cobalto?

La batería de iones de litio es totalmente diferente de la batería de óxido de cobalto y litio. Mientras que la química de la pila de óxido de cobalto y litio requiere el peligroso elemento cobalto para funcionar, la química de la pila de fosfato de hierro y litio, en cambio, no necesita cobalto en absoluto. Su química la convierte en una buena innovación, ya que elimina la toxicidad y el riesgo de embalamiento térmico.

Gracias a su gran estabilidad térmica y a la baja capacidad de oxidación del electrolito, el fosfato de hierro y litio es extremadamente seguro.

Comparación de las baterías de litio-óxido de cobalto con otras baterías de iones de litio

Hay unas seis baterías de iones de litio diferentes que están hechas de seis elementos catódicos distintos. Estas pilas también tienen formas y tamaños diferentes, pero lo que las diferencia son sus materiales catódicos. En cada pila de iones de litio hay propiedades específicas que son comunes a todas ellas, pero que varían de una pila a otra. Algunas de estas características o propiedades son

- Potencia específica
- Energía específica
- El nivel de seguridad de la batería
- La vida útil de la batería
- El coste de cada batería y,
- Su nivel de rendimiento.
En cuanto a las baterías de litio-óxido de cobalto, están construidas para funcionar con una potencia específica baja, una energía específica alta, un nivel de seguridad bajo, una vida útil corta, un coste bajo y un índice de rendimiento moderado.
En cuanto a las baterías de litio hierro fosfato, tienen una alta potencia específica, baja energía específica, buenos atributos de seguridad, están diseñadas para durar mucho tiempo a bajo coste y tienen un rendimiento moderado.

También podemos comparar el óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto con la pila de óxido de litio y cobalto según sus propiedades básicas enumeradas anteriormente. A pesar de que ambas contienen el elemento cobalto, sus características son muy diferentes. Las pilas de litio, níquel, manganeso y óxido de cobalto tienen una potencia específica moderada, una energía específica más alta, son moderadamente seguras, tienen una vida útil más larga, son relativamente baratas y funcionan bien.

¿Contienen cobalto las baterías LFP de Tesla?

Quizá tenga curiosidad por saber si Tesla, uno de los fabricantes de vehículos eléctricos más conocidos, utiliza baterías basadas en cobalto. La respuesta es no. Esto se debe al hecho de que el cobalto, el metal utilizado para construir baterías de óxido de litio y cobalto, ha sido prohibido por los fabricantes de vehículos eléctricos debido al riesgo de sobrecalentamiento. A diferencia del litio, el cobalto es peligroso y reactivo por sí solo, por lo que debe eliminarse de los vehículos eléctricos antes de que puedan cargarse.

¿Necesitan cobalto las baterías de litio?

La batería de litio hierro fosfato, que se utilizará para alimentar todos los coches eléctricos de Tesla, ya es una opción viable sin cobalto. Por tanto, no necesitarían utilizar cobalto en sus baterías.

Además, se sabe que el cobalto es el material más caro utilizado para las baterías de litio, en comparación con otros materiales como el litio, el níquel, el aluminio, el hierro y el manganeso. Por tanto, el uso de baterías sin cobalto, como las de litio-hierro-fosfato, abaratará el coste de los vehículos eléctricos.

Conclusión

En resumen, las baterías de litio-óxido de cobalto sólo son adecuadas para dispositivos pequeños, como teléfonos móviles y ordenadores, debido a su limitada vida útil y su baja potencia específica. Para aplicaciones de alta carga, como automóviles eléctricos y bicicletas eléctricas, son ineficientes.