Las baterías de titanato de litio (LTO) están ganando cada vez más popularidad debido a las ventajas que presentan sobre otras tecnologías utilizadas tradicionalmente en las baterías de ion litio (LIBs).
Este aumento en la preferencia está aumentando debido a 4 factores principales:
- Las altas velocidades de carga y descarga
- Un ciclo de vida más largo
- La capacidad para operar en un amplio rango de temperaturas
- Una alta seguridad y fiabilidad
Actualmente, estas baterías se pueden encontrar en varias aplicaciones, desde coches eléctricos a dispositivos electrónicos convencionales, así como en acumuladores de energía domésticos o profesionales. La mayoría de estas aplicaciones son de vital importancia para la transición energética de nuestra sociedad, un compromiso al que estamos totalmente dedicados en rimsa.
En este artículo, ofrecemos una visión general de los aspectos clave de las baterías de LTO para entender por qué este material se ha vuelto tan relevante para la industria de la energía sostenible y por qué cada vez más baterías se basan en esta tecnología.
1. ¿Qué son las baterías de ion litio?
Una batería eléctrica es un dispositivo que es capaz de convertir la energía química almacenada en sus componentes en corriente eléctrica de manera reversible, permitiendo acumular energía (carga) para su empleo posterior cuando sea requerida (descarga).
El paso de corriente para la carga o descarga en las baterías de ion litio implica un movimiento de iones de litio (Li+) de un electrodo a otro, entrando o saliendo de la estructura de los materiales activos según el estado de carga o descarga de la batería. Durante el proceso de carga, los cationes de litio se desplazan del cátodo al ánodo, mientras que durante el proceso de descarga este proceso se invierte, liberando la energía acumulada. La velocidad de carga de una batería depende de la habilidad del material activo de acomodar los iones litio de manera reversible en su estructura.
2. Limitaciones y ventajas de las baterías de LTO
La vida útil de una batería depende de diversos factores. Entre ellos, los mas relevantes son los materiales activos utilizados en los electrodos y los hábitos de uso. Normalmente, se considera que una batería llega al final de su vida útil cuando su capacidad desciende por debajo del 80% de su capacidad inicial. La pérdida de capacidad con ciclos sucesivos de carga y descarga se acelera al emplear velocidades de carga más elevadas de las baterías, una necesidad cada vez más importante en nuestra sociedad.
Las baterías que emplean titanato de litio (LTO) como material anódico experimentan una pérdida de capacidad menor que las baterías con materiales convencionales, llegando a tener una vida útil de 15 o 20 años con un ciclo de carga-descarga diario. La posibilidad de cargar y descargar a mayor velocidad permite disponer de la energía almacenada en un corto periodo de tiempo, suministrar una alta potencia y permitiendo reabastecer de energía la batería rápidamente a lo largo de los años aprovechando los picos de producción eléctrica de las energías renovables.
Además, las baterías que emplean LTO son más seguras, ya que no son inflamables ni liberan gases tóxicos cuando se sobrecargan o calientan, reduciendo significativamente el riesgo de fuego o explosión. Estas baterías son una alternativa segura y confiable para muchas aplicaciones donde la seguridad es esencial.
Sin embargo, la relativa baja densidad energética en comparación con otros materiales sugiere que, dependiendo de la aplicación específica para la que se diseñe la batería, podría ser preferible optar por otro material.
3. El LTO como material de presente y de futuro
Las principales ventajas que presentan las baterías de LTO en comparación con otros materiales son:
- Un ciclo de vida mucho más largo, extendiendo la vida útil de la batería y/o del dispositivo en el que se encuentre.
- Un aumento en la seguridad que reduce el riesgo de accidentes durante toda su vida útil.
- Capacidad de operar en un amplio rango de temperaturas (desde -30 hasta 70ºC), permitiendo su despliegue como a acumuladores de energía en zonas donde el clima imposibilita la viabilidad de las baterías convencionales.
- Una alta velocidad de carga-descarga, siendo un parámetro clave dado que la velocidad elevada de carga termina afectando inevitablemente de forma negativa la vida útil de las baterías convencionales.
Es esencial considerar las necesidades específicas de cada aplicación para diseñar una batería que sea capaz de cumplir su función durante el máximo tiempo posible de manera óptima, teniendo en cuenta las características y requisitos específicos de la aplicación. El LTO destaca por sus cualidades excepcionales, posicionándose como uno de los materiales más relevantes en el futuro cercano para la incipiente industria de las baterías europeas.
