Tecnología
09 marzo, 2023
Las baterías de litio se han convertido en uno de los productos que más uso tienen en la actualidad, principalmente gracias a su gran capacidad para almacenar energía y su reducido tamaño y peso. Para entender mejor su funcionamiento es importante conocer el proceso de fabricación a nivel industrial en el que se emplean diferentes materiales y por supuesto un alto grado de tecnología.
Las baterías de litio se fabrican principalmente a partir de lítio, cobre, aluminio, carbón, plomo, cobre, algodón, poliéster, telas no tejidas y caucho sintético. Los compartimentos que almacenan los electroduos se fabrican normalmente con acero inoxidable y los aislantes se componen en su mayoría de nailon.
Los lítios más comunes utilizados para fabricar estas baterías son el carbonato de litio, el óxido de litio y el litio metálico. El primero en ser desarrollado fue el óxido de litio-ion, el cual se buscaba para ofrecer un producto ligero con un excelente rendimiento.
El proceso de fabricación de baterías de litio es un conjunto de múltiples pasos necesarios para formar la batería. Estos pasos incluyen desde la extracción de la materia prima hasta el montaje final del producto. A continuación, se detallan los pasos principales que se encuentran involucrados:
El primer paso se relaciona con la obtención de los materiales necesarios como el litio, en particular, se extraen los minerales que contienen litio como son el cloruro de litio, el sulfato de litio y el carbonato de litio. Una vez que se obtiene la materia prima, se lleva a cabo un procesamiento exhaustivo para remover impurezas y luego someterlo a un tratamiento de lavado y secado.
Un compuesto metálico llamado carbonato de litio se mezcla con polvo de cobre, aluminio y otros mateleses para formar los electrodos. Después de ello, se forma un compuesto plano en el que se integran los materiales, los que luego se enrollan para formar un cilindro del que se fabrican en forma de varillas.
Cuando se termina el proceso de producción, el electrodo enrollado se coloca en un recipiente sellado, el cual se compone de un forro interior de nailon y una capa externa de metal. Después de esto, el compartimento se llena con un líquido electrólico, normalmente como ácido de plomo, antimonio y otros iones similares. Los electrodos están separados por insertos aislantes hechos con telas sintéticas.
Una vez que se ha completado el ensamblado de la batería, el recipiente sellado se cierra con soldaduras de arco o se adhiere con adhesivos. Después de ello, todos los componentes del paquete de baterías se prueban para asegurar que cumplan con los estándares de seguridad.
Cuando todas las pruebas se realizan con éxito, se procede a la colocación de las cubiertas protectoras, la adición de contactos eléctricos y los conectores. Después de ello, los paquetes de baterías se pegotean y se ponen a prueba para asegurarse de que estén en perfecto estado. Finalmente, se lleva a cabo un proceso de calibración para la conexión de baterías de igual voltaje.
Fabricar baterías de litio a nivel industrial implica pasar por una multitud de procesos y aplicar diversos materiales, siendo la principal materia prima el litio. El proceso comienza cuando se extraen los minerales conteniendo litio, se prosigue con la creación de electrodos e insertiones aislantes, finalmente se ensambla, se calibra y se prueba para asegurar que cumple con los estándares de seguridad.
Aunque ahora el proceso es largo y costoso a nivel industrial, gracias a la investigación se está desarrollando baterías más eficientes, lo que permitirá que sea mucho más rápida y sencilla la fabricación de estas baterías en el futuro.
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