¿Qué polvos se utilizan en las baterías de los vehículos eléctricos?

Descripción

Las baterías de los vehículos eléctricos utilizan varios polvos diferentes para funcionar correctamente. Una buena batería depende de muchos ingredientes. Cada polvo tiene su propia función. Veamos los detalles de cada tipo de polvo. Hablaremos de lo que hace cada polvo, cómo funciona y por qué es necesario.

Polvo electrolítico

El electrolito en polvo constituye el corazón de la batería. Se mezcla en forma de pasta o gel en muchos tipos de baterías. En las baterías para vehículos eléctricos, ayuda a los iones a desplazarse de un electrodo a otro. Cuando los iones se desplazan, la batería puede liberar su energía almacenada. El polvo tiene que ser estable y no descomponerse con el uso. Por ejemplo, las sales de litio en polvo son habituales en las baterías modernas. Datos concretos demuestran que el electrolito puede mejorar la vida útil de la batería en más de un 20% cuando es de alta calidad. En un sistema de baterías bien diseñado, el electrolito mantiene las celdas trabajando en el rango de temperatura adecuado y evita que la batería se sobrecaliente.

Plomo y óxido

Los polvos de plomo y óxido se utilizan desde hace mucho tiempo. Aunque las baterías de plomo y ácido son más comunes en los vehículos antiguos, el polvo de óxido de plomo sigue utilizándose en algunos diseños híbridos. En estas baterías, el polvo de óxido de plomo actúa como catalizador durante los ciclos de carga y descarga. Algunos ejemplos comunes son el dióxido de plomo, que ayuda a impulsar las reacciones químicas que almacenan energía. Aunque hoy en día los vehículos eléctricos se basan más en compuestos a base de litio, la investigación con óxido de plomo continúa en algunos diseños especializados para energía de reserva. El material es robusto y fiable si se utiliza en las cantidades adecuadas.

Óxido metálico

Los polvos de óxido metálico son un ingrediente clave en muchos cátodos de baterías. Un óxido metálico habitual en las baterías de los vehículos eléctricos es el óxido de litio y cobalto. El polvo se prepara cuidadosamente para garantizar que la estructura cristalina sea perfecta. Esta estructura permite que los iones se muevan rápidamente. En la práctica, incluso pequeñas impurezas pueden reducir el rendimiento. Por eso los fabricantes utilizan polvos de óxido metálico de gran pureza. También se utilizan otras formas, como el óxido de litio y manganeso, cuyos porcentajes exactos varían, pero suelen contribuir significativamente a la densidad energética global de la batería. Los polvos de óxido metálico son muy apreciados por su capacidad de almacenar más energía en menos espacio.

Óxido de zinc

El polvo de óxido de zinc tiene una larga historia en la tecnología de las pilas y es un material versátil. En las pilas, el óxido de zinc mejora el rendimiento. Se añade para mejorar la resistencia a la corrosión en determinadas superficies de los electrodos. En algunos casos, el óxido de zinc ayuda a mantener estable la reacción, especialmente cuando la pila pasa por muchos ciclos de carga. Por ejemplo, una pequeña adición de óxido de zinc puede prolongar la vida útil de la pila al reducir las reacciones secundarias no deseadas. El polvo también es fácil de producir y mezclar en líneas de producción de pilas estándar. Su bajo coste y su probada eficacia lo convierten en uno de los favoritos en algunos diseños de pilas.

Manganeso

El polvo de manganeso desempeña un papel importante en la estabilización de la química de las pilas. El manganeso se encuentra en varias partes de una batería. En muchas baterías de vehículos eléctricos, el manganeso forma parte de la mezcla catódica. Un compuesto común es el óxido de litio y manganeso. Este compuesto proporciona a la batería una buena potencia y puede ser una alternativa menos costosa al cobalto. Los datos de los ensayos con baterías sugieren que añadir manganeso puede mejorar el rendimiento y reducir los costes. En términos sencillos, el manganeso garantiza que la pila funcione sin problemas durante muchos años. Favorece el equilibrio químico general de las celdas.

Níquel-cadmio

El polvo de níquel-cadmio es más conocido por los diseños de pilas más antiguos. No es la opción principal para las baterías de los VE modernos. Sin embargo, su historia es importante. Los polvos de níquel y cadmio combinados experimentan una reacción química que da lugar a un suministro de tensión estable. En situaciones específicas, como en sistemas de respaldo o aplicaciones nicho, todavía se puede ver el uso de níquel-cadmio. El polvo permite que la batería funcione bien a temperaturas más frías. Aunque las baterías de iones de litio son ahora comunes, el níquel-cadmio sigue siendo un punto de referencia en la tecnología de baterías. Este legado muestra cómo ha evolucionado el diseño de las pilas a lo largo del tiempo.

Más información: La evolución de las baterías para vehículos eléctricos: Del plomo-ácido al ión-litio

Conclusión

Cada polvo de una batería de vehículo eléctrico desempeña un papel importante en el rendimiento general. El polvo electrolítico transporta iones. El plomo y el óxido ayudan a desencadenar las reacciones. El óxido metálico contribuye a un almacenamiento de energía denso. El óxido de zinc asegura la estabilidad del electrodo, el manganeso ofrece fiabilidad y el níquel-cadmio nos muestra su valor histórico. Entender estos ingredientes puede ayudar a apreciar cómo funcionan las baterías de los VE..

Preguntas frecuentes

F: ¿Cuál es la función del electrolito en polvo en una batería?
P: Ayuda a que los iones se muevan en la batería, asegurando una liberación y almacenamiento constantes de energía.

F: ¿Por qué se añade óxido de zinc a las baterías de los vehículos eléctricos?
P: Mejora la resistencia a la corrosión y estabiliza las reacciones del electrodo a lo largo de muchos ciclos.

F: ¿Cómo beneficia el polvo de manganeso al rendimiento de la batería?
P: Estabiliza la mezcla catódica y mejora la producción de energía a lo largo del tiempo.