Simulation of the Behavior of the Lithium Ion Battery - Kazda T.; Maxa J.; Vyroubal P.; University of Defence
La batera̕ de iones de litio es un candidato ideal para una amplia variedad de aplicaciones debido a su alta densidad de energa̕ / potencia y voltaje de funcionamiento. En el ejřcito se usa en numerosos tipos de comunicaciones y aplicaciones robt̤icas del ejřcito. Las batera̕s de iones de litio se utilizan como fuente de alimentacin̤ primaria y secundaria. Nos centramos en el uso de fuentes de energa̕ secundarias. La batera̕ real de iones de litio se compara con los resultados de la simulacin̤ y con mediciones reales.1. Introduccin̤Las batera̕s de iones de litio adquieren cada vez ms̀ importancia debido a su mayor capacidad especf̕ica, su mayor duracin̤ y su menor autodescarga en comparacin̤ con las batera̕s convencionales como las de NiCd o NiMH. Estas propiedades se basan en el uso de litio y materiales de intercalacin̤ de los que se forman los electrodos. Estas sustancias se caracterizan por la capacidad de liberar y luego incorporar iones de litio en su estructura, por lo que estas batera̕s difieren de las convencionales, en las que se produce la conversin̤ qum̕ica del material del ǹodo y del ct̀odo. Otra ventaja es que estos acumuladores utilizan sl̤o una pequeą cantidad de electrolito, que sirve sl̤o como conductor de iones, lo que lleva nuevamente a reducir el tamaǫ de estas batera̕s. Las siguientes ecuaciones describen la funcin̤ de las batera̕s de iones de litio. En estas ecuaciones, el x̤ido metl̀ico LiMO2 representa los materiales catd̤icos como LiCoO2 o LiNiO2. C se utiliza tp̕icamente como material del ǹodo [1].Reaccin̤ en el electrodo positivo de las cľulas de Li-Ion: LiMO2⇄Li1-xMO2+xLi+ + xe- (1)Reaccin̤ en el electrodo negativo de las cľulas de Li-Ion:C+xLi++xe-⇄LixC (2)Reaccin̤ sumaria:LiMO2+C⇄LixC+Li1-xMO2 (3)Actualmente el material ms̀ utilizado para el electrodo positivo en las cľulas de iones de litio es el LiCoO2 y sus modificaciones. Este tipo de material se us ̤en las primeras batera̕s comerciales de iones de litio fabricadas por Sony en 1991. Es un material con una estructura en capas, su voltaje contra el litio en estado puro es de 3,88 V y capacidad ~155 mAh/g. Su desventaja es la peor temperatura y la estabilidad de los ciclos. Una modificacin̤ mediante el uso de Ni es muy comn͠. El material LiNi1-xCoxO2 muestra una mejor estabilidad y una mayor capacidad que el material predeterminado, pero es ligeramente menos estable třmicamente. Las propiedades finales dependen del contenido de Co. La capacidad especf̕ica del material est ̀entre 190 mAh/g y 220 mAh/g. Del mismo modo, el voltaje contra el litio vara̕ de 3,72 a 3,78 V dependiendo del contenido de Co. Las primeras notas sobre el LiFePO4, que se cre ̤como su posible sustituto, datan de 1997.