Li-ion contra NiCad

Ion de litio (o Li-ion) Las baterías son más pequeñas, requieren poco mantenimiento y son más seguras para el medio ambiente que las baterías. Niquel Cadmio (también llamado NiCad, NiCd o Ni-Cd) pilas. Si bien tienen similitudes, las baterías Li-ion y NiCd difieren en su composición química, impacto ambiental, aplicaciones y costos..

Gráfica comparativa

Cuadro comparativo Li-ion versus NiCad

Li-ion	NiCad
Voltaje de celda nominal	3.6 / 3.7 V	1.2 V
Durabilidad del ciclo	400-1200 ciclos	2,000 ciclos
Poder especifico	~ 250- ~ 340 W / kg	150 W / kg
Eficiencia de carga / descarga	80-90%	70-90%
Tasa de autodescarga	8% a 21 ° C, 15% a 40 ° C, 31% a 60 ° C (por mes)	10% por mes
Densidad de energia	250-620 W • h / L	50-150 W • h / L
Energía específica	100-250 W • h / kg	40-60 W • h / kg
Disposición	Residuos no peligrosos	Residuos peligrosos
Mantenimiento	No necesita descarga periódica.	Requiere descarga completa antes de recargar
Peso	20% -35% menos que Nicad	Más
Efecto memoria	No sufras de efecto memoria.	Sufrir de efecto memoria

Contenido: Li-ion vs NiCad

• 1 electroquímica
• 2 Impacto ambiental
• 3 costo
• 4 Operación y Rendimiento
• 5 tamaños y tipos
• 6 aplicaciones
• 7. Referencias

Electroquímica

Una batería de níquel-cadmio usa cadmio para el ánodo (terminal negativo), oxihidróxido de níquel para el cátodo (terminal positivo) e hidróxido de potasio acuoso como electrolito.

Una batería de iones de litio utiliza grafito como ánodo, óxido de litio para el cátodo y una sal de litio como electrolito. Los iones de litio se mueven desde el electrodo negativo al electrodo positivo durante la descarga, y regresan al cargar. Las celdas electroquímicas de ión de litio usan un compuesto de litio intercalado como material de electrodo en lugar de litio metálico, a diferencia de las baterías primarias de litio desechables..

Impacto medioambiental

Las baterías NiCad contienen entre un 6% (baterías industriales) y un 18% (baterías de consumo) de cadmio, que es un metal pesado tóxico y, por lo tanto, requiere un cuidado especial al desechar las baterías. El gobierno federal lo clasifica como residuo peligroso. En los Estados Unidos, parte del precio de la batería es una tarifa por su correcta eliminación al final de su vida útil de servicio..

Los componentes de las baterías de iones de litio son seguros para el medio ambiente ya que el litio es un residuo no peligroso.

Costo

Una batería de iones de litio cuesta aproximadamente un 40 por ciento más en la fabricación debido a la protección adicional del circuito para controlar el voltaje y la corriente.

Operación y Rendimiento

El mayor inconveniente de las baterías de níquel-cadmio es que sufren un "efecto memoria" si se descargan y se recargan varias veces en el mismo estado de carga. La batería "recuerda" el punto en su ciclo de carga donde comenzó la recarga y durante el uso posterior, el voltaje cae repentinamente en ese punto, como si la batería hubiera sido descargada. Sin embargo, la capacidad de la batería no se reduce sustancialmente. Algunos componentes electrónicos están especialmente diseñados para soportar esta tensión reducida lo suficiente como para que la tensión vuelva a la normalidad. Sin embargo, algunos dispositivos no pueden funcionar durante este período de disminución de voltaje, y la batería parece estar "muerta" antes de lo normal.

Un efecto similar llamado depresión de voltaje o efecto de batería perezosa, resulta de una sobrecarga repetida. En este caso, la batería parece estar completamente cargada pero se descarga rápidamente después de un breve período de funcionamiento. Si se trata bien, una batería de níquel-cadmio puede durar 1.000 ciclos o más antes de que su capacidad caiga por debajo de la mitad de su capacidad original..

Otro problema es la carga inversa, que se produce debido a un error por parte del usuario o cuando una batería de varias celdas está completamente descargada. La carga inversa puede reducir la vida de la batería. El subproducto de la carga inversa es el gas de hidrógeno, que puede ser peligroso.

Cuando no se usan regularmente, las dendritas tienden a desarrollarse en las baterías de NiCad. Las dendritas son cristales delgados y conductores que pueden penetrar la membrana separadora entre los electrodos. Esto conduce a cortocircuitos internos y fallas prematuras..

Las baterías de iones de litio son de bajo mantenimiento. Se pueden recargar antes de que se descarguen por completo sin crear un "efecto de memoria" y operar en un rango de temperatura más amplio. Cuando se compara con Ni-Cd, la autodescarga en iones de litio es menos de la mitad, lo que la hace muy adecuada para las aplicaciones modernas de medidores de combustible. El único inconveniente es que la batería de iones de litio es frágil y requiere un circuito de protección para mantener una operación segura. El circuito de protección está integrado en cada paquete, lo que limita el pico de voltaje de cada celda durante la carga y evita que el voltaje de la celda caiga demasiado bajo en la descarga. Para evitar temperaturas extremas, también se controla la temperatura de la celda..

Tallas y Tipos

Las celdas de Ni-Cd están disponibles de AAA a D, los mismos tamaños que las baterías alcalinas, así como varios tamaños de múltiples celdas. Además de las celdas individuales, están disponibles en paquetes de hasta 300 celdas, comúnmente utilizadas en aplicaciones industriales automotrices y de servicio pesado. Para aplicaciones portátiles, el número de celdas es inferior a 18 celdas. Hay 2 tipos de baterías de NiCd: selladas y ventiladas.

Las baterías de iones de litio son más pequeñas, más livianas y proporcionan más energía que las baterías de níquel-cadmio. También están disponibles en una amplia variedad de formas y tamaños en 4 tipos de formatos:

• Pequeño cilíndrico (cuerpo sólido sin terminales, como los que se utilizan en baterías de portátiles)
• Grande cilíndrico (cuerpo sólido con grandes terminales roscados)
• Bolsa (cuerpo suave y plano, como los que se usan en los teléfonos celulares)
• Prismático (estuche de plástico semiduro con grandes terminales roscados, a menudo utilizado en los paquetes de tracción de los vehículos)

Las células de la bolsa tienen la densidad de energía más alta debido a la ausencia de casos. Sin embargo, requiere alguna forma externa de contención para evitar la expansión cuando su nivel de estado de carga (SOC) es alto.

Aplicaciones

Las baterías NiCad pueden ensamblarse en paquetes de baterías o usarse individualmente. Las celdas pequeñas y en miniatura se pueden usar en linternas, dispositivos electrónicos portátiles, cámaras y juguetes. Pueden suministrar corrientes de alta intensidad con una resistencia interna relativamente baja, lo que los convierte en una opción favorable para aviones, botes, automóviles, herramientas eléctricas inalámbricas y unidades de flash de cámara con control eléctrico a control remoto. Las celdas inundadas más grandes se utilizan para aviones que arrancan baterías, vehículos eléctricos y energía de reserva..

Las baterías de iones de litio son la opción más popular para los productos electrónicos de consumo con cualidades como alta densidad de energía, ausencia de efecto de memoria y una lenta pérdida de carga cuando no están en uso. También están creciendo en popularidad para aplicaciones militares, de vehículos eléctricos y aeroespaciales..

Referencias

• http://support.radioshack.com/support_tutorials/batteries/bt-liion-main.htm
• http://en.wikipedia.org/wiki/Nickel-cadmium_battery
• http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium-ion_battery