Baterasdeinlitio

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Baterías de ion litio
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Antonio Robles
Universidad Nacional Autónoma de México
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Baterías de litio 
Robles Aguilera José Antonio 
Robles Cruz Marlene 
 
 
Una batería es un dispositivo que es capaz 
de producir y almacenar energía eléctrica a 
partir de reacciones químicas de óxido-
reducción. 
 En una batería, la parte donde se produce la 
energía eléctrica es una celda 
electroquímica común, con sus dos 
electrodos, electrolito y el “medio” para que 
puedan circular los electrones por el 
exterior de ella. Se dice que almacenan 
energía porque las reacciones espontáneas 
que dan lugar a esa producción de 
electricidad sólo ocurren cuando la batería 
está conectada en un circuito eléctrico 
cerrado. 
Se puede considerar que una batería está 
cargada cuando las reacciones espontáneas 
que producen electricidad aún pueden 
llevarse a cabo, pues la mayoría de las 
especies de la celda están en forma de 
reactivos, por el contrario, se descarga 
cuando las especies están en forma de 
productos, y por lo tanto, ya no hay un flujo 
de electrones. 
En los últimos años se han estudiado y 
comercializado baterías de ion litio, las 
cuales producen un flujo de electrones 
mediante la oxidación del litio presente en 
el ánodo, que a la vez produce la reducción 
del material del que está hecho el ánodo; el 
cátodo puede estar hecho de ferrofosfato de 
litio (LiFePO4). El proceso es reversible, ya 
que es posible volver a reducir el litio si se 
le proporciona energía similar a la que 
produce (aproximadamente 3.2 V), en este 
proceso se dice que la batería se “carga”, 
pues se puede considerar que las especies 
volvieron a su estado inicial, lo que permite 
utilizarlas varias veces más, hasta que 
eventualmente, los iones de litio no se 
pueden reducir más veces. 
 
 
 
Oxidación del litio presente en el ánodo 
Li ⇄ Li+ + 1e
-
 
FePO4 + 1e
- 
 ⇄ FePO4
- 
 
Cuando éste tipo de baterías se descarga, 
los iones Li
+
, migran hacia la red del 
LiFePO4, acomodándose en los espacios 
con vacancias de litio y en algunos 
intersticios, de la superficie del material. 
Cuando estas baterías se cargan, se 
suministra energía que genera una 
diferencia de potencial tal que los iones Li
+ 
que se habían depositado en la superficie 
del cátodo se reducen y migran de vuelta al 
ánodo. 
El proceso descrito anteriormente, no se 
produce siempre con un 100% de 
efectividad, es por eso que llega un 
momento en que ya no ocurre más y la 
batería no se puede seguir recargando. 
 
Ilustración 1: Partes y los componentes de 
la celda electroquímica de una batería de 
ión litio (1) 
Ilustración 2: Se deposita el litio sobre 
la superficie del cátodo y después 
vuelve al ánodo. (2) 
 
Baterías de litio 
Robles Aguilera José Antonio 
Robles Cruz Marlene 
 
 
 
Ilustración3: Representación bidimensional 
de la estructura tipo olivino. En el caso del 
ferrofosfato de litio, las figuras verdes 
representan el poliedro de coordinación del 
hierro, las azules el del fósforo y las rosas 
el del litio 
El ferrofosfato de litio se encuentra en la 
naturaleza bajo el nombre de trifilita, 
presenta una estructura tipo olivino, se 
considera ortorrómbica y perteneciente al 
grupo espacial Pnma, en la cual el oxígeno 
forma un arreglo hexagonal compacto, con 
la mitad de los huecos octaédricos ocupados 
por hierro y un octavo de los huecos 
tetraédricos ocupados por el fósforo, tal 
forma que los tetraedros y octaedros 
comparten sus vértices, que son los 
oxígenos, pero los tetraedros de fosfato no 
se tocan entre ellos, aunque comparten 
aristas con los octaedros del hierro, 
mientras el litio se acomoda en los espacios 
vacíos formando canales, que apenas y 
cambian la estructura del material sin el 
litio. Una descripción más clara de esto se 
observa en la ilustración 4, que es una 
representación de la celda unitaria de este 
material. 
Ilustración 5: Celda unitaria del arreglo de litio 
en el ferrofosfato de litio, donde las esferas 
aguamarina representan al litio, las verdes al 
óxigeno, las amarillas al hierro y las azules al 
fósforo 
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Ilustración 4 
 
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