Qué es una pila cilíndrica de iones de litio

La demanda de baterías cilíndricas de iones de litio ha aumentado en los últimos diez años y se utilizan en casi todas las industrias y departamentos, como el sector de las comunicaciones, el sector médico y diversos equipos.

Por su nombre está claro que la batería de iones de litio cilíndrica se conoce como batería cilíndrica de iones de litio. Estos tipos de pilas tienen diferentes tamaños y formas y se conocen por sus números 18650, 21700, 32700, 26650, etc. Su demanda ha aumentado en los últimos diez años y se utilizan en casi todas las industrias y departamentos, como el sector de las comunicaciones, el sector médico y diferentes equipos.

Estructura cilíndrica de la batería de iones de litio

La batería cilíndrica de iones de litio tiene una estructura muy organizada que puede separarse en tres clases diferentes. La primera es su diseño jellyroll, la segunda sus conectores de corriente y la tercera sus piezas de seguridad.

Jellyroll

Se fabrica un recipiente cilíndrico con dos electrodos con diafragma y dos separadores utilizando un jellyroll. Primero se coloca una capa de electrodo negativo, después una lámina separadora y un electrodo positivo. A continuación, el sándwich se introduce en una célula electroquímica. En las secciones siguientes se explica con más detalle cada capa:
1.Electrodo positivo
El electrodo positivo, o cátodo, es un material compuesto recubierto de papel de aluminio.
2.Electrodo negativo
El ánodo, o electrodo negativo, es una lámina de cobre recubierta de compuestos de carbono. Los materiales de carbono se utilizan sobre todo para fabricar grafito.

Separadores

El aislamiento entre electrodos lo proporciona una fina capa de plástico. El separador impide el paso de los electrones. El electrolito se vierte en los poros del separador. Éste es el grosor típico de un separador. Un separador puede estar compuesto de polietileno (PE) o polipropileno (PP).

Los electrones van de un dispositivo a otro a través de conexiones de corriente hechas de diversos materiales. Cada celda cilíndrica de la batería de iones de litio tiene cuatro conectores de corriente.
-Terminal positivo
-Terminal negativo
-Terminal positivo
-Terminal negativo

Dispositivos de seguridad

El manejo de cualquier batería de iones de litio requiere un equipo de seguridad debido a la inflamabilidad del electrolito y a la enorme energía de los iones de litio. Las baterías de iones de litio están protegidas por una serie de dispositivos de seguridad integrados.
-Caso
-Placa aislante
-Gasket
-Coeficiente de temperatura positivo
-Anti-explosivo
-Gases de escape

Batería de iones de litio prismática o cilíndrica

En procesos automatizados, las pilas cilíndricas de iones de litio pueden resistir altas presiones sin deformarse. En comparación con las celdas prismáticas, pueden fabricarse en mucho menos tiempo y a un coste más barato, con una eficiencia mucho mayor. Estas pilas regulan mejor la temperatura que las prismáticas. Su principal problema es que necesitan mucho espacio.

Las pilas prismáticas ahorran espacio al ser más ligeras y finas. Crear una batería de 12 voltios es tan sencillo como conectar cuatro de estas células. Las capas más finas y las formas rectangulares ofrecen al diseñador de productos opciones adicionales, a pesar del mayor gasto. No están exentas de defectos, por supuesto. Las baterías pueden perder potencia si se rompe una sola célula prismática.

Aunque las celdas prismáticas son buenas si no se quiere ocupar mucho espacio, la mayoría de los fabricantes optan por las cilíndricas debido al coste. La creciente necesidad de baterías más pequeñas está impulsando el desarrollo de pilas prismáticas.

Razones por las que la batería de iones de litio 21700 es mejor que la 18650

Hay muchas razones que hacen que la batería cilíndrica de iones de litio 21700 sea superior a la 18650; algunas de las principales se comentan a continuación a la luz de la empresa Tesla:

Capacidad

Al actualizar la batería de Tesla de una 18650 a una 21700, la capacidad de la celda de la batería puede aumentar de 3 a 4,8 Ah, lo que supone un aumento de 35%.

Energía

Tesla reveló que el primer sistema de baterías 18650 tenía una densidad energética de unos 250 Wh/kg. Más tarde, construyó un sistema de baterías 21700 con una densidad energética de 300 Wh/kg. La batería 21700 tiene una densidad energética volumétrica mayor que la 18650, que es de casi 20%.

Precio

Según un análisis de los datos de precios de Tesla, parece que el sistema de baterías 21700 cuesta $170/Wh, mientras que el sistema de baterías 18650 cuesta $185/Wh. Al cambiar a las baterías 21700, se puede ahorrar alrededor de 9% en el sistema de baterías del Model 3.

Peso

Se prevé una reducción de peso del sistema de 10%. Se puede almacenar más energía en una pila 21700 que en una 18650. Si las celdas de la batería se reducen en aproximadamente un tercio, se simplificará la administración del sistema y se reducirá el número de baterías. El uso de componentes estructurales metálicos y conexiones eléctricas en la bolsa minimiza aún más el peso de la batería.

Ventajas de la batería cilíndrica de iones de litio

La batería cilíndrica de iones de litio ofrece la mejor estandarización, madurez y producción de cualquier tipo de batería de litio. El rendimiento de una batería cilíndrica de iones de litio cumple o incluso supera los requisitos de todas las normas internacionales.

La buena noticia es que su tecnología es lo bastante avanzada como para producirlas siempre que se necesiten. La gran superficie de la batería cilíndrica de iones de litio le permite disipar el calor con eficacia. Las baterías de forma cilíndrica deben estar todas selladas. Cuando están en uso, no necesitan mantenimiento. Las pilas cilíndricas, a diferencia de las prismáticas o de petaca, no se expanden debido a su resistencia a la alta presión.

Protección de la batería cilíndrica de iones de litio

Almacenamiento

Evite almacenar las pilas cerca de combustibles. Las pilas en su embalaje original deben mantenerse entre 5°C y 20°C (41°F y 68°F). Es vital diferenciar entre pilas no agotadas y agotadas (o llevar un registro). Las baterías deben almacenarse en un lugar fresco y seco. Debe realizarse una inspección rutinaria de la zona de almacenamiento de la batería. Recargue la capacidad de almacenamiento de la batería cada seis meses.

Utilización

La manipulación de pilas o dispositivos que funcionen con pilas debe hacerse con precaución. Además, las pilas no deben someterse a oxidantes fuertes ni a ácidos en ninguna de sus formas. Compruebe que las pilas no estén dañadas antes de utilizarlas al sol o sobre superficies calientes. Las pilas que estén dañadas o hinchadas deben desecharse.
Evite el uso de combustibles en el lugar de trabajo. Deje que la batería se enfríe antes de cargarla o utilizarla para evitar el sobrecalentamiento.

Eliminación

Cuando la batería esté agotada, debe desecharse de acuerdo con la guía suministrada o llamar a un centro de asistencia para la eliminación de baterías cercano. Manténgala alejada de los niños y manipúlela de forma profesional.

Comprueba el voltaje de tus baterías después de una hora de carga para ver cómo están. 4,2 voltios indican el excelente estado de las pilas (V). Los formularios de solicitud de recogida de residuos químicos en línea deben utilizarse para pilas de menos de dos kilos.

Satisfacción en Tesla por la batería cilíndrica de iones de litio

Hay varias razones por las que Tesla utiliza pilas cilíndricas de iones de litio. Una de las razones obvias es que estas baterías cilíndricas son más fiables, lo que se traduce en una mayor eficiencia. Esto significa que consumen menos energía y ofrecen un mayor rendimiento. La durabilidad también es un factor importante de la batería cilíndrica de iones de litio que impresiona a tesla.

Como todos sabemos que Elon Musk CEO de la compañía tesla es un firme creyente en la geo-economía y productos respetuosos del medio ambiente, por lo que recomienda encarecidamente la batería cilíndrica de iones de litio porque otras baterías como la bolsa tienen una alta posibilidad de fuga térmica y puede ser peligroso.