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41 FACULTADES DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA - TECNOLOGÍA - ARQUITECTURA Y TURISMO

*Licenciado en QuímicaMáster en Ingeniería Ambiental [email protected]

Artículo de Reflexión

CELDAS, PILAS Y BATERÍAS DE ION-LITIO UNA ALTERNATIVAPARA….???

Cells, Batteries And Lithium-IonBatteries for an Alternative ....??

Lic. Jaime Hamel Fonseca*Docente Universidad del Valle - Cochabamba

RESUMENDebido al agotamiento de las reservas de los combus-tibles fósiles, se hace necesario el desarrollo de fuen-tes alternativas limpias y de la manera de poderalmacenar estas energías, utilizando baterías conenergías específicas elevadas y de larga vida, comolas baterías de ion-litio que cumplen estos requisitos.Mostraremos las ventajas y la problemática del funcio-namiento y la fabricación de estas baterías.

Palabrasclave: baterías eléctricas, pilas eléctricas,litio, energía electroquímica

ABSTRACTDue to the depletion of fossil fuels, is necessary to de-velop cleaner alternative sources and ways to powerthese energy storage, using batteries with high speci-fic energy and long-lived as the lithium-ion batteriesthat meet these requirements. Show the advantagesand problems of operation and manufacture of thesebatteries.

Keywords: electric batteries, electric batteries, lithiumelectrochemical power

INTRODUCCIÓNEn la prensa internacional y nacional, como en dife-rentes artículos de divulgación científica, se escribe y

debate insistentemente en la temática relacionada conlos desafíos energéticos del futuro:• El petróleo se agota. Las previsiones son para 40

años más. • Las reservas de gas natural boliviano no son las que

pensábamos. La producción de petróleo no permiteel abastecimiento nacional; se tendrá que importargasolina y diesel. Si no se realizan nuevas explora-ciones, nuestro futuro energético es incierto.

• Bolivia producirá las primeras toneladas de carbonatode litio en los próximos meses con tecnología propia.

• Bolivia busca socios estratégicos que aporten tecno-lógicamente a la construcción de baterías de litiopara automóviles, que supone grandes costos eco-nómicos.

• Desarrollar estrategias para la implementación yaprovechamiento de energías renovables limpias(eólica, fotovoltaica) que no contaminen el medio am-biente y eviten el cambio climático, que está produ-ciendo catástrofes en el planeta, tomando en cuentael impacto periférico socioeconómico sobre las co-munidades y su salud.

• Desarrollo de la fusión nuclear como una alternativadel futuro.

Toda esta temática tiene que ver, de alguna manera,con la capacidad de almacenamiento de energía de lasbaterías, que permitirá el desarrollo de las diferentes

Páginas 40 a 47Fecha de recepción: 09/12/2010Fecha de aprobación: 12/01/2011

42UNIVERSIDAD DEL VALLE

JOURNAL BOLIVIANO DE CIENCIAS • VOLUMEN 8 • NÚMERO 22 • ISSN 2075-8936

fuentes alternativas que se conocen o están en etapade desarrollo.

Este artículo pretende mostrar en forma sencilla el fun-cionamiento de las baterías de litio, las ventajas, lasdesventajas y la problemática de su construcción.

ELECTROQUÍMICADELASCELDAS,PILASYBA-TERÍASSabemos que es posible generar energía a través deuna reacción química; entre estas energías, la que nosinteresa es la Energía Eléctrica. Los sistemas capacesde almacenar Energía Eléctrica en forma de energíaquímica son denominadas Celdas Electroquímicas.

La estructura fundamental de una Celda Electroquí-mica consiste en dos electrodos, metálicos en muchoscasos, introducidos en una disolución conductora oelectrolito: Electrodo Positivo, denominado Cátodo, yElectrodo Negativo, denominado Ánodo.

Ejemplos reales de este tipo de celdas o baterías son:1) Baterías de plomo que utilizamos en nuestros au-tomóviles para el funcionamiento del arranque, ilumi-nación y de los componentes eléctricos de un vehículonormal, a gasolina, diesel o gas. 2) Pilas secas de zinc en sus diferentes variantesdoble AA, triple AAA, etc., para el funcionamiento devarios equipos portátiles del hogar como ser radios, lin-ternas, mandos a distancia, juguetes, etc.

Para entender el funcionamiento de las baterías de litioy de algunos términos que se utilizan para su caracte-rización, previamente se presenta una breve explica-ción de las diferencias entre pilas y baterías con losejemplos anteriores y las reacciones electroquímicasque ocurren en las mismas. Si bien hay muchas otraspilas y baterías que se están usando actualmente, porrazones de extensión no abordaremos estos casos.

Cuando la reacción química que libera energía no esreversible, una vez consumido los reactivos duranteel proceso de descarga, se habla de pilas (Tipo prima-rio). Éste es el caso de las pilas de zinc. Si la reacciónquímica resulta ser reversible, el sistema se denominaBatería y puede ser recargado mediante el paso de co-rriente con signo contrario al proceso de descarga(Tipo secundario). Éste es el caso de baterías deplomo. Por otra parte, el conjunto de celdas electro-químicas son también denominadas –por costumbre-Baterías.

Finalmente, el término Acumulador se aplica indistin-tamente a todas ellas. El funcionamiento de un Acu-mulador está basado esencialmente en un procesoreversible llamado Óxido-Reducción (también cono-cido como Redox); durante este proceso, uno de loscomponentes se oxida (pierde electrones) y el otro sereduce (gana electrones); en las baterías, los compo-nentes no resultan consumidos ni se pierden, sola-mente cambian su estado de oxidación y puedenretornar al estado primero, como ya dijimos, medianteun proceso de Recarga.

PILASECADEZINCEsta pila es (o era) la más conocida en los hogares ypuede ser representada como:

Zn(s) /Zn2+ - NH4Cl(ac) / MnO2 - C(s)

La reacción electroquímica que se desarrolla en lacelda es la siguiente:

Zn(s) + 2 MnO2(s) + H2O === Zn+2 + Mn2O3 + 2 OH- (ac)

El diseño de esta pila se puede ver en la Figura 1: unabarra de carbón (electrodo positivo) es rodeada poruna capa de una mezcla de MnO2 pulverizado y gra-fito que mejora la conductividad de los electrones; unalámina de papel separa el dióxido de manganeso delelectrolito acuoso gelificado de cloruro de amonio(NH4Cl) y almidón que forma una pasta y del electrodonegativo de zinc que actúa como recipiente que con-tiene toda la pila. Cuando la pila trabaja correcta-mente, entre los terminales positivo y negativo apareceuna diferencia de potencial (o voltaje) de 1,6 volts.

FuncionamientodelapiladezincConectemos un alambre conductor entre los termina-les de una pila seca de zinc-carbón. En el electrólito(NH4Cl), hay presente iones amonio (NH4+) e ionescloruro (Cl -). Cuando el zinc hace contacto con el elec-trólito, los iones de zinc (Zn++) entran en la solución,dejando cada uno de ellos dos electrones sobre elelectrodo negativo. La acumulación de electronesconstituye una carga negativa sobre el zinc. Los iones(Zn++) en la solución repelen a los iones amonio(NH4+) y a los iones hidrógeno positivos (H+), los cua-les son colectados sobre la superficie del electrodo decarbón en la forma de burbujas gaseosas. La pérdidade electrones deja el electrodo de carbón con unacarga positiva. Los iones (Zn++) se combinan quími-camente con los iones (Cl -) para formar cloruro de zinc(ZnCl2), una sustancia blanca.



Estructurayfuncionamientodelapilasecazinc-carbón

Los electrones agrupados sobre el electrodo de zincse repelen unos a otros. Esta repulsión, sumada a laatracción de la carga positiva sobre el electrodo de car-bón, da como resultado la formación de la f.e.m. de lapila. Esta f.e.m. hace que circule una corriente de elec-trones entre los electrodos, cuando hay un camino ex-terno. La acumulación de burbujas de hidrógeno sobrela superficie de carbón afecta en forma adversa el fun-cionamiento de la pila, bloqueando su acción química.Esto se llama Polarización. El dióxido de manganesoen el electrólito evita la polarización, combinándosecon el hidrógeno y formando agua. La irreversibilidadde la reacción se debe a la precipitación de los ionesZn+2 como ZnO.Mn2O3.

BATERÍASDEPLOMOÁCIDOLa batería de Pb-ácido es la más utilizada en la in-dustria automotriz; se puede representar como:

Pb(s) / PbSO4(s) / H2SO4(ac) /PbSO4(s) /PbO2(s) /Pb(s)

Las reacciones electroquímicas que se desarrollan sonlas siguientes:

Pb(s) + PbO2(s) + H2SO4(ac) == 2 PbSO4(s) + 2 H2O (l)

El electrodo Negativo es el plomo y el Positivo, elóxido de plomo PbO2, sumergidos en una soluciónacuosa de ácido sulfúrico. La construcción de las ba-terías comerciales se realiza disponiendo en forma al-terna placas positivas y negativas en varias celdas deplástico, conectadas en serie para proporcionar mayorvoltaje.

La tensión suministrada por una batería de este tipose encuentra normalizada en 12 Voltios, si posee 6 cel-

das. En algunos vehículos antiguos o motocicletas,todavía se utilizan baterías de 6 Voltios de 3 celdas.

Funcionamientodelasbateríasdeplomo-ácidoDurante el proceso de carga inicial, el sulfato de plomoII es reducido a plomo metal en el polo Negativo (Cá-todo), mientras que en el Ánodo se forma óxido deplomo (IV) (Pb O2).

Durante la descarga se invierten los procesos de lacarga. El óxido de plomo (IV) -que ahora ejerce de Cá-todo- es reducido a sulfato de plomo (II), mientras queel plomo elemental es oxidado en el Ánodo, para darigualmente sulfato de plomo (II). Los electrones inter-cambiados se aprovechan en forma de corriente eléc-trica por un circuito externo. Los procesos elementalesque trascurren son los siguientes:

PbO2 + 2 H2SO4 + 2 e– → 2 H2O + PbSO4 + SO42– Pb + SO42– → PbSO4 + 2 e–

En la descarga baja la concentración del ácido sulfú-rico, porque se crea sulfato de plomo (II) y aumenta lacantidad de agua liberada en la reacción. Como elácido sulfúrico concentrado tiene una densidad supe-rior a la del ácido sulfúrico diluido, la densidad delácido puede servir de indicador para el estado decarga de la batería.

No obstante, este proceso no se puede repetir indefi-nidamente porque, cuando el sulfato de plomo (II)forma cristales muy grandes, ya no responden bien alos procesos indicados, con lo que se pierde la carac-terística esencial de la reversibilidad. Se dice entoncesque el Acumulador se ha sulfatado y es necesario sus-tituirlo por otro nuevo.

Bateríadeplomo-ácido



En la Tabla Nº 1, se muestra los diferentes acumula-dores con algunas de sus características que permiti-rán entender mejor las ventajas y desventajas de lasceldas de litio. Las baterías de ion-Li se han conver-tido en la principal fuente de energía de los aparatosportátiles, porque pueden almacenar más energía porunidad de peso (densidad de energía por masaWh/Kg) y de volumen (densidad de energía por volu-men Wh/L).

TABLANº1Característicasdealgunosacumuladoressecun-darios

Fuente: Elaboración propia, 2011

BATERÍASDELITIOEl Litio al ser el metal más liviano, con un potencial es-tándar de reducción de -3.040V; tiene el mayor po-tencial electroquímico produciendo una capacidadenergética teórica de 3860 Ah/Kg. Por el valor tan ne-gativo de su potencial de reducción, le proporciona unainestabilidad termodinámica en disolventes protóni-cos, como el agua, o, en ambientes con aire húmedo,que reacciona muy fácilmente, limitando el uso o cons-trucción de baterías de litio en electrolitos no acuosos(1) (2) (3).

G.N. Lewis, en 1912, diseñó una pila de litio que se co-mercializó recién en 1970. En los ochenta, se hicieronesfuerzos para desarrollar baterías recargables de litioy se determinó que el ciclaje reduce su estabilidad tér-mica, causando una expansión interna, lo que produceuna reacción violenta (3).

Debido a esta inestabilidad, principalmente durante lacarga, la investigación se orientó a las baterías de ion-

litio, aunque sus densidades energéticas son másbajas que las del metal, más seguras y de mayor ci-clabilidad.

En 1991, la empresa Sony comercializó la primera ba-tería ion-Li. Actualmente, son las baterías de mayorcrecimiento en el mercado y se fabrican en diferentesmodelos y tamaños; conocidas son las baterías TipoBotón principalmente para relojes, juguetes, teléfonoscelulares y las computadoras portátiles, que son rec-tangulares (1) (2).

FUNCIONAMIENTODELASBATERÍASDELITIOEl funcionamiento de las baterías de ion–litio recarga-bles o secundarias se basan en procesos denomina-dos de inserción- desinserción de iones Litio (Li+). Engeneral, la reacción que ocurre se puede describir dela manera siguiente:

xM + ª A === Mx A

Las reacciones son en estado sólido entre dos com-puestos de inserción como electrodos. Uno de loscompuestos es denominado Huésped (M); de natura-leza iónica, reacciona ocupando lugares vacantes (ª)en la estructura de otra especie denominada Anfitrión(A). Estas reacciones pueden ocurrir en forma reversi-ble (1) (2).

En las baterías primarias de Litio, el electrodo Negativoestá constituido por el litio metálico y el electrodo Po-sitivo, por un compuesto que actúa como anfitrión du-rante la reacción de inserción. El electrolito puede seruna disolución de una sal de litio en un solvente noacuoso.

Durante el proceso de descarga, en el electrodo Ne-gativo se oxida el litio metálico:

Li === Li+ + 1 e-

El ion-Litio se mueve a través del electrolito hacia elelectrodo positivo donde se produce la reducción de laespecie anfitrión y la inserción de la especie huésped.

xLi + x e- + A === LixA

La reacción total durante la descarga será:

xLi A === LixA

Durante el proceso de carga, se produce la reaccióncontraria: en el electrodo Positivo, la oxidación de laespecie anfitrión y, en el electrodo Negativo, se depo-sita el Litio metálico (1) (2).

Plomo- 1881 2,0 30-40 50-100 500-800ácidoNíquel- 1956 1,2 40-60 100-200 2000CadmioNíquel- 1990 1.2 30-80 180-260 1500metal HidruroIon- 1992 3,7 90-130 220-350 500-1200LiCoO2Ion- 1996 3,6 125-160 220-270 1800LiMn2O4Ion-Li- 1999 3,6 100-130 200-380 300-500polímeroIon-LiNiO2 1995 3,6 150-160 200-210 1000

Acumula-dores

Comercia-lizaciónAño

VoltajedelaCelda(V)

EnergíaEspecíficaMásica(Wh/Kg)

EnergíaEspecí-ficaVolu-metrica

Ciclabili-dadCi-clos



Sistemas que utilizan Li-MnO2, Li-FeS2, Li-MoS2 yotros más se utilizan en las pilas, denominadas Botón,y también en baterías de mayor tamaño para equiposportátiles. Su desarrollo ha sido frenado por la utiliza-ción de Litio metálico como electrodo Negativo, con losproblemas de reactividad e inseguridad antes mencio-nados. Además, durante el proceso de carga los ioneslitio se depositan en el electrodo negativo creciendo yexpandiéndose cada vez más en los diferentes proce-sos de carga–descarga, llegando en algún momento acontactar los dos electrodos con el consiguiente cor-tocircuito y, en algunos casos, con la explosión de labatería. Este proceso reduce la vida media de la bate-ría (1) (2).

La Figura 1 muestra el funcionamiento de una bateríade litio, utilizando litio metálico como electrodo nega-tivo.

FIGURANº1Bateríadelitio

Fuente: (2)

Para evitar este problema, se ha desarrollado las ba-terías ion-litio que utilizan dos compuestos de interca-lación como electrodos. Uno de los electrodos contieneal litio inicialmente ionizado, de tal forma que durantelos procesos de carga y descarga se inserten en elelectrodo opuesto. Este tipo de baterías son establesal aire (húmedo), por lo que no se requiere condicionesde ensamblado tan estrictas como las que utilizan Litiometálico como electrodo.

El potencial de salida de las baterías se debe a la di-ferencia de potencial entre ambos compuestos de in-tercalación respecto al par Li+/ Li. Para tener unpotencial lo más alto posible, se debe seleccionar unmaterial como electrodo Positivo, con un potencial altode intercalación respecto al Litio y como electrodo Ne-gativo, con un material que sea lo más bajo posible (2).

Como ya indicamos, las primeras baterías de este tipofueron comercializadas por la firma Sony, que utilizó elóxido de cobalto litio (LiCoO2) como Cátodo; carbón-Li, como Ánodo; como electrolito, una disolución de lasal LiPF6 y, como disolvente, una mezcla de carbonatode etileno (EC) y dimetil carbonato (DMC)(4).

La Figura 2 muestra el funcionamiento de una bateríaion –litio:

FIGURANº2Bateríaion-Li

Fuente: (2)

Desde esa fecha, se han investigado y propuesto milesde compuestos de intercalación que satisfacen lascondiciones de alto y bajo potencial de trabajo res-pecto al par Li+/Li, para actuar como Cátodo y Ánodo,respectivamente. Estos compuestos deben ser esta-bles a los procesos de carga-descarga para alargar sutiempo de vida.

En la Tabla 2, se muestra una gran parte de los com-puestos de inserción más investigados que dan bue-nos resultados como electrodos positivos, en lasbaterías ión-litio con los rangos de sus potenciales envoltios en relación al potencial Li+/Li. Luego se pre-sentan sus ventajas y desventajas (2) (3) (4).

TABLANº2Electrodospositivosdebajoyaltopotencialdeba-teríasion-Li

Electrodos(+)de Composición Potencial(V)altopotencial

1 LiCoO2 3,8-4,5

2 LiNiO2 3,5-4,4

3 LiMn2O4 3,6-4,5

4 LiFePO4 3,7-4,5

5 LiV2O5 2,9-3,3




Hasta la fecha, los electrodos más usados son los 4primeros que utilizan un electrodo Negativo de carbón;en el caso del electrodo 5, usa carbón como electrodoNegativo y una lámina de Litio que origina complica-ciones en su ensamblaje, por la reactividad del litio conla humedad del aire. Entre el 1 y el 2 más utilizado esel 1 por su mayor potencial. Por otra parte, el 3 poseeuna estructura estable que permite la difusión más rá-pida de los iones Li+. El Co es más caro y más escasoque el manganeso y, además, el manganeso es máslimpio, desde el enfoque medioambientalista, lo que leconfiere mayor uso.

Actualmente el desarrollo y las investigaciones de loselectrodos positivos están concentrados en modificarsus propiedades de los electrodos tipo LiMn2O4 quepermitan prolongar su vida media y aumentar su ca-pacidad energética mediante el dopaje con metalescomo los de transición (Fe, Co, Ni, Cu) que fortalecensu estructura Tipo Espinela, para soportar mayor ci-clabilidad y aumentar su energía específica en el rangode 5 voltios (2).

En la Tabla 3, se muestra la mayoría de los electrodosnegativos utilizados en las baterías ion- Li, y en laTabla 4, algunos de los nuevos electrodos que son in-vestigados.

TABLANº3Electrodosnegativosynuevoselectrodosdeba-teríasion–Li


TABLANº4NuevosElectrodoseninvestigaciónparabateríasion-Li

NuevosElectrodos Composición

Ión- LiFePO4MnOx

LiSn0,5P0,5º3Li2,6Co1,4N

LiTiO2LiTiS2Cu2O


Como ya mencionamos anteriormente, el carbón(coke, grafito, carbones de baja cristalinidad) se utilizacomo electrodo Negativo (Ánodo) en las baterías re-cargables de ion-litio comerciales. Este material alma-cena iones litio en forma reversible entre láminas deátomos de carbono, desarrollando un potencial muybajo con relación al par Li+/Li. La capacidad teóricamáxima que proporciona el grafito se calcula a partirde la inserción de un átomo de litio por cada seis áto-mos de carbono (LiC6, 372 Ah/Kg). Las limitaciones sedan debido principalmente a:- Intercalación de litio en la estructura lo que produce

un hinchamiento y pérdida de capacidad - Co-intercalación del disolvente que produce el dete-

rioro del electrodo (2) (3) (4) (5).

Estas limitaciones han motivado en investigar nuevosmateriales (inorgánicos) que actúen como electrodosNegativos; podemos agruparlos en dos grupos: 1. Óxidos, calcogenuros y nitruros de metales de tran-

sición 3d 2. Aleaciones de metales con litio reversibles, como el

Bi, Al, Si, Sn, Pb, In, Ag y Sb.

Estos electrodos han mostrado nuevos mecanismosde reacción y proporcionan densidades energéticasmás elevadas que las del grafito que permiten presta-ciones energéticas altas (2) (4).

Estos óxidos de metales de transición (Co, Ni, Cu, Fe),que antes fueron estudiados como electrodos Positi-vos, pueden reaccionar en forma reversible con el litioa bajos potenciales como electrodos Negativos en lasbaterías ion-Li.

Estos materiales no actúan como compuestos de in-serción sino se descomponen por reducción con el litio

Electrodos(+)de Composición Potencial(V)bajopotencial

1 SnO2 0,5-1,2

2 SnO 0,6-1,3

3 TiS2 1,8-1,9

4 TiO2 1,8-2,1

Electrodos Composición Potencial(V)negativos(-)

LiC6 -0,5- 1,2

LiW2 0,0-1,2

LiMoO2 0,3-1,2

LixMy 0,1-0,75



y el Li2O formado en la reducción actúa como materialactivo en la reacción inversa durante la recarga. Estosóxidos pueden suministrar valores de capacidad es-pecífica de hasta 700 Ah/kg, superior a los que pro-porcionan los carbones. Entre los óxidos investigados,se tiene (5):

FeO, Fe2O3, LiFeO2, Li5FeO4, CoO, Co3O$, NiO,CuO, y Cu2O

Las investigaciones han mostrado que algunos pre-sentan potenciales altos frente al par Redox Li+/Li queno les permite actuar como electrodos negativos; demanera que se están estudiando otros compuestoscon los metales de transición como los fluoruros, ni-truros, boratos y sulfuros.

PROPIEDADESCARACTERÍSTICASDELASBA-TERÍASPropiedadeseléctricasLa capacidad de generar una cantidad de energía, sinque su potencial disminuya a valores insignificantes,es la característica principal de una batería y se puedeexpresar con diferentes magnitudes que presentamosa continuación:

Capacidad Q: Proporciona la cantidad de electricidadque se puede almacenar y puede expresarse como:

Q = nzFn = número de electrones trasferidosz = número de moles en este caso de electronesF = Constante de Faraday (1) (2)

La unidad de Q es el Culombio o también Amperios-hora. La capacidad depende de la cantidad del mate-rial activo utilizado, que lleva en algunos casos aconfusiones y caracteriza una batería en particular.

CapacidadespecíficaQe: Es la capacidad de una ba-tería por unidad de masa (Kg) en algún caso o de vo-lumen en otro (L), dependiendo de la aplicación en laque se desee utilizar.

Qe = Q/m ó Qe = Q/vm = masa del material activo en KG.v = volumen del material activo en L La unidad de QE es Ah/Kg o Ah/L respectivamente.

EnergíaespecíficaEe: Es el producto de la capaci-dad específica y el potencial de salida; se expresacomo:

Ee = Qe EE = potencial de la celdaLa unidad de la energía específica es J/g pero mayor-mente se expresa en Wh/kg.

PotenciaespecíficaPe: Es la velocidad con la quepuede ser extraída la energía almacenada en la bate-ría. Depende de la velocidad de difusión de los ionesen los electrodos y en el electrolito.

Pe = W/grW = watiosgr = gramos

La caracterización de los materiales empleados comoelectrodos se basa en observaciones de su comporta-miento de varios ciclos de carga y descarga, denomi-nada Ciclabilidad; algunos términos que se utilizanpara caracterizar son:Factordecarga: Es el cociente entre la capacidad dela curva de descarga y la capacidad de la curva decarga.Eficaciadelciclo: Es el cociente entre la energía dela curva de descarga y la energía de la curva de carga.Vidamedia: Es el número de de ciclos carga-descargaa la que puede ser sometido una celda electroquímicaantes de descartarla.Efecomemoria: En el que en cada recarga se limitala capacidad de almacenar energía.

Todas estas caracterizaciones requieren de equipos demedición muy sensibles de costos elevados; entreellos, nombramos:Celdas especialesPotenciostato-Galvanostato, con ordenadorCámara de guantes

Si bien no son parámetros técnicos, habrá que tomaren cuenta como características de las baterías, sucosto y el grado de contaminación al medio ambienteque se produce en su fabricación y el de sus desechos.

PropiedadesfisicoquímicasdeloselectrodosAl margen de la caracterización electroquímica de lasbaterías construidas, en las investigaciones que se re-alizan a nivel mundial, se requiere caracterizar fisico-químicamente las propiedades químicas estructurales,morfológicas y eléctricas en diferentes puntos de loselectrodos en función de las condiciones de trabajo,que permiten establecer los mecanismos de reaccióncon el litio.

Entre las diferentes técnicas, se puede mencionar: Difracción de rayos X (XRD)Espectroscopía de fotoemisión de rayos X (XPS)Microscopía electrónica de barrido (SEM) Microscopía de fuerzas atómicas (AFM)Espectroscopía de impedancia electrónica (EIS) (5)(6) (7).

El manejo de estos equipos requiere de personal ca-lificado; esto implica que los estudios se realizan en



colaboración con diferentes laboratorios que permitenllegar a conclusiones sobre lo investigado. Por lo indi-cado, se puede establecer que no todos los centros deinvestigación cuentan con estos equipos y es necesa-rio pedir servicios a otros centros. Por otra parte, elequipamiento y reactivos que se utilizan en el ensam-blado de los electrodos son de alta pureza y muycaros. Esto implica que los costos de estas investiga-ciones son cuantiosos.

COMPENDIOA pesar de de las numerosas investigaciones que seestán desarrollando a nivel mundial sobre las bateríade litio, se puede concluir por ahora que la bateríaLiCoO2-C, patentada por Sony es todavía la más co-mercializada. Esta batería, que desarrolla una energíaespecífica de 100-130 Wh/Kg y una ciclabilidad de 500-1000 ciclos, es la más atractiva comparada a otras ba-terías. Sin embargo, no es la batería ideal respecto asu ciclabilidad y capacidad energética; por tanto, sedebe investigar para satisfacer estos requerimientostécnicos, siempre tomando en cuenta los costos eco-nómicos, la preservación del medioambiente y la saludde la población.

REFERENCIASBIBLIOGRÁFICAS

(1) Sánchez L., Anales de la Real Sociedad Españolade Química, 97.2001

(2) Bijani S., Láminas de Cu2O. Aplicación como elec-trodo, Tesis Doctoral, Universidad de Málaga, 2007.

(3) Casaña N., Gómez P. Baterías de litio, Investiga-ción y Ciencia. Barcelona , 1996.

(4) Kaibara, P. Preparación y caracterización de polipi-rrol/fibra de carbono para cátodos en baterías se-cundarias, Tesis de Maestría, Universidad Federalde Sao Carlos, 2003.

(5) Oviedo O., Estudio del efecto de dopar a la espi-nela LiMn2O4 con Nd y Ce para usarlo como cá-todo en baterías ion de litio, Tesis de Maestría,Universidad de Puerto Rico. 2006.

(6) Cuentas-Gallegos A., Palacín M., Colemer M., yotros Estudio de materiales de cátodos híbridos yánodos vítreos, Boletín Sociedad Española de Ce-rámica y Vidrio, 2002.

(7) Morales J. Sánchez L. Óxido de estaño: nuevosánodos para baterías de ion-litio, Boletín SociedadEspañola de Cerámica y Vidrio, 38 (6) 615-620,1999.

BIBLIOGRAFÍACONSULTADA

- Morales J., Sanchez L.,J. Electrochem.Soc. 146(1999)

- Tuck C.D.S., Modern Battery Technology, Ellis Hor-wood, 1991

- U.S.A Patent Publication. Method for producing li-thium manganate, 2002.

- U.S.A Patent Publication, Non-Aqueous elctrolytic so-lution and lithium battery, 2003.

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