Batería Li-Po. De niña a mujer

L. Fernando Arpón Izarzugaza
Responsable de la división de baterías y pilas industriales de UKAI, S.A.


Actualmente, crece con rapidez la demanda de baterías para aplicaciones portátiles donde se busca una fuente de energía muy ligera y a la vez grandes prestaciones. Las baterías de Litio polímero de EEMB cubren con creces esta demanda ofreciendo una gama inmensa de productos donde elegir el modelo que más se adapte a las necesidades del dispositivo. Incluso si fuera necesario cabe la posibilidad de desarrollar una batería de Litio polímero con las dimensiones especificas que requiera el dispositivo con un bajísimo coste inicial. Es posible hacer baterías a medida incluso para series pequeñas. Algo impensable en otras tecnologías.

Además, por su fabricación se pueden conseguir elementos de muy poco grosor (3mm o menos) lo que facilita el desarrollo de dispositivos extraplanos. La batería de litio polímero representa una nueva generación de baterías capaces de cubrir las necesidades actuales de grosor y peso.

Baterías Li-Po
Las baterías de Polímero de Litio (Li-Po) son una evolución tecnológica de las baterías de Li-ion basada en la transformación del electrolito líquido en un electrolito sólido. A la larga, las sales de litio del electrolito de las baterías Li-ion no es contenido en un disolvente orgánico. Sin embargo esto es posible mediante el uso de un polímero que contiene el electrolito.
Con la aparición de las baterías recargables de Li-ion y Polímero de Litio, los diseñadores de dispositivos electrónicos descubrieron una nueva filosofía de batería, una nueva tecnología, un nuevo comportamiento diferente a lo que estaban acostumbrados. Los anteriores diseños basados en baterías Ni-Cd o Ni-MH se apoyaban en la robustez de esas tecnologías y se convivía con sus desventajas. Sabían que el rendimiento al acumular la energía no era perfecto. Que no se podían cargar muy rápido. Se daba por bueno su peso y su densidad de energía. Sin embargo las baterías de Ni-Cd y Ni-MH son robustas y soportan descargas elevadas sin sufrir ningún deterioro importante.
Las baterías de polímero de litio son como un deportista de élite capaz de rendimientos espectaculares siempre que tenga a su alrededor un ambiente de trabajo adecuado, alimentación especial, etc. En comparación con las baterías de Ni-Cd y Ni-MH, las de Li-Po no son tan robustas sino que se podría decir que son más bien delicadas. Sin embargo, a cambio, ponen a disposición de los diseñadores unas prestaciones imposibles de alcanzar por otras tecnologías. Hagamos un pequeño estudio de estas ventajas y desventajas.

Ventajas
Densidad de energía. La densidad de energía de las baterías Li-Po es aproximadamente el doble que en las baterías de Ni-MH. Por lo tanto se puede afirmar que una batería de Li-Po va a ocupar más o menos la mitad que una batería de Ni-MH.
Poco peso. Las baterías de Li-Po son considerablemente más ligeras llegando a alcanzar los 7,2 kW/kg en algunos modelos. Como ejemplo, una batería de Ni-MH Fullwat tamaño AA de 1,2V 2200mAh pesa 33gr. Una batería Li-Po Fullwat de 3,7V 2200 mAh pesa 40 gr. Para la misma energía, la batería Li-Po pesa un 40% del peso de Ni-MH.
Baja auto-descarga. Durante su almacenamiento tienen una auto-descarga muy baja.
Alta eficacia de carga. La mayoría de la intensidad entregada a la batería durante la carga es almacenada.
Carga rápida. Las baterías Li-Po se pueden cargar a C que unido a su alta eficacia de carga hace que se pueden cargar en algo más de una hora sin calentamiento.

Inconvenientes
Circuito de protección. Por su extremadamente baja tolerancia a sobre-voltaje y descarga profunda, requieren un circuito de protección que garantice no pasar del voltaje máximo, no bajar del voltaje mínimo y que la intensidad de carga y descarga esté dentro de los parámetros establecidos por el fabricante.
Degradación por el tiempo. Un prolongado tiempo de almacenamiento produce un deterioro. Las baterías se hinchan y pierden parte de sus características. Hay que almacenarlas con un 40% de carga en lugar fresco. Cada seis meses es necesario hacer una recarga para compensar la auto-descarga.
Intensidad de descarga moderada. En comparación con las baterías de Ni-Cd, las de Li-Po tienen una capacidad de descarga más baja en torno a 2C.
Precio más elevado. Son algo más caras que las de Ni-Cd y Ni-MH.

La conclusión que podemos sacar es que si controlamos los parámetros críticos de trabajo de la batería, ésta nos aporta unas ventajas importantísimas en dispositivos portátiles: menor peso, menor tamaño, carga rápida, eficacia en la carga, etc. A día de hoy son muchos los nuevos desarrollos basados en baterías de Li-Po. Una batería de altas prestaciones como es el caso de las de Fullwat pueden llevar incorporado un circuito de protección que garantiza el correcto funcionamiento de la batería dentro de los parámetros marcados por el fabricante.
El polímero de litio es ya una tecnología madura. La mayoría de los centros de desarrollo electrónico tienen o han tenido experiencias de diseño con baterías de Li-Po y es vox populi que es relativamente sencillo mantener una batería de Li-Po dentro de los parámetros de funcionamiento.

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