Como recuperar la densidad de una bateria

cómo aumentar la densidad energética de la batería de iones de litio

Debido a la creciente necesidad de productos que contengan manganeso, el uso de fuentes secundarias de este metal es cada vez más necesario. Para ello, se han realizado estudios sobre: el uso de minerales de manganeso de baja calidad (inferior al 40%), de nódulos de manganeso oceánicos y de materiales que contienen manganeso, como chatarra de acero, electrodos gastados, catalizadores usados y baterías gastadas (Zhang y Cheng, 2007Zhang, W., Cheng, Y. C., Manganese metallurgy review. Part I: Leaching of ores/secondary materials and recovery of electrolytic/chemical manganese dioxide. Hydrometallurgy, 89, 137-159 (2007).

Teniendo en cuenta estos estudios, este trabajo se centra en la recuperación del manganeso de las pilas gastadas, lo cual es factible debido al alto contenido de dióxido de manganeso (28 a 38 % en peso) presente en la composición de las pilas producidas con este material.

Los reactivos utilizados en la preparación de la solución fueron sulfato de cobalto heptahidratado (Merck PA), sulfato de manganeso monohidratado (Proquimios PA), sulfato de calcio deshidratado (Carlo Erba PA), sulfato de níquel hexahidratado (Vetec PA), sulfato de plomo (Aldrich PA), óxido de titanio (IV) (Vetec) y ácido sulfúrico (Vetec).

energía específica de la fórmula de la batería

Teniendo en cuenta las razones anteriores, el reciclaje de las LIB gastadas tiene una perspectiva considerable y es respetuoso con el medio ambiente, por lo que es imperativo establecer un sistema de reciclaje razonable y desarrollar tecnologías de reciclaje relacionadas. Este artículo resumirá el proceso hidrometalúrgico, el proceso pirometalúrgico y el proceso de reciclaje físico directo (Figura 1D) y resumirá los puntos fuertes y débiles de los mismos (Tabla 1).

El reciclaje de las LIBs suele implicar procesos físicos y químicos (Harper et al., 2019). Debido al complejo proceso de ensamblaje de las LIBs y a la gran variedad de electrodos, conlleva un gran peligro para la recuperación de la batería. La explosión, la combustión y los gases venenosos que se producen en el proceso de recuperación pueden causar fácilmente víctimas. Para reducir este riesgo, las LIBs gastadas suelen tener que ser descargadas antes de ser recicladas. Los procesos físicos suelen incluir el pretratamiento y la recuperación directa de los materiales de los electrodos. Estos procesos suelen incluir el desmontaje, la trituración, el cribado, la separación magnética, el lavado, el tratamiento térmico, etc. Los procesos químicos pueden dividirse en procesos pirometalúrgicos e hidrometalúrgicos, que suelen incluir la lixiviación, la separación, la extracción y la precipitación química/electroquímica.

cómo calcular la densidad energética de la batería

Lyten, una empresa de materiales avanzados, presentó su plataforma de baterías de litio-azufre (Li-S) LytCell EV. La tecnología está optimizada para el mercado de los vehículos eléctricos y está diseñada para ofrecer tres veces (3X) la densidad energética gravimétrica de las baterías de iones de litio convencionales.

Lyten, que acaba de salir del modo sigiloso, ha trabajado con el Gobierno estadounidense durante varios años para probar y mejorar las capacidades de LytCell en determinadas aplicaciones relacionadas con la defensa y ahora está preparada para introducir su plataforma tecnológica de baterías en el mercado de los vehículos eléctricos.

Lyten afirma que su arquitectura Li-S basada en grafeno 3D tiene el potencial de alcanzar una densidad de energía gravimétrica de 900 Wh/kg, lo que superaría significativamente tanto a las baterías convencionales de iones de litio como a las de estado sólido si se consigue.

Lyten Sulfur Caging es la tecnología utilizada en las baterías LytCell para liberar el potencial de rendimiento del azufre deteniendo la lanzadera de polisulfuro, un factor que compromete la vida útil del ciclo y que hasta ahora ha impedido el uso práctico del Li-S en los vehículos eléctricos de batería. Bajo los protocolos de prueba del Departamento de Defensa (DoD), un diseño prototipo de LytCell ha demostrado más de 1.400 ciclos.

densidad energética específica de las baterías

Una batería es una fuente de energía eléctrica formada por una o varias celdas electroquímicas con conexiones externas[1] para alimentar dispositivos eléctricos como linternas, teléfonos móviles y coches eléctricos. Cuando una batería suministra energía eléctrica, su terminal positivo es el cátodo y su terminal negativo es el ánodo[2]. El terminal marcado como negativo es la fuente de electrones que fluirán a través de un circuito eléctrico externo hasta el terminal positivo. Cuando una pila se conecta a una carga eléctrica externa, una reacción redox convierte los reactivos de alta energía en productos de menor energía, y la diferencia de energía libre se entrega al circuito externo como energía eléctrica[3]. Históricamente, el término «pila» se refería específicamente a un dispositivo compuesto por múltiples celdas, sin embargo el uso ha evolucionado para incluir dispositivos compuestos por una sola celda[4].

Las pilas primarias (de un solo uso o «desechables») se utilizan una vez y se desechan, ya que los materiales de los electrodos cambian irreversiblemente durante la descarga; un ejemplo común es la pila alcalina utilizada en las linternas y en multitud de dispositivos electrónicos portátiles. Las baterías secundarias (recargables) pueden descargarse y recargarse varias veces mediante una corriente eléctrica aplicada; la composición original de los electrodos puede restablecerse mediante una corriente inversa. Algunos ejemplos son las baterías de plomo-ácido que se utilizan en los vehículos y las baterías de iones de litio que se emplean en aparatos electrónicos portátiles, como los ordenadores portátiles y los teléfonos móviles.

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