El treball pioner de les bateries de liti va començar el 1912 sota GN Lewis, però no va ser fins a principis dels anys 70 que les primeres bateries de liti no recarregables van començar a utilitzar-se comercialment. El liti és el més lleuger de tots els metalls, proporcionant el major potencial electroquímic i la major densitat d'energia en pes.
Els intents de desenvolupar bateries de liti recarregables van fallar per problemes de seguretat. La investigació es va centrar en l'ús d'ions de liti en lloc de liti metàl·lic en bateries de liti no metàl·liques a causa de la inestabilitat inherent del metall de liti, especialment durant la càrrega. Tot i que la densitat d'energia era lleugerament inferior a la del metall de liti, els ions de liti són segurs sempre que es prenguin certes precaucions durant la càrrega i la descàrrega. El 1991, Sony va comercialitzar la primera bateria d'ions de liti. Altres fabricants van seguir el mateix.
Els ions de liti solen tenir el doble de densitat d'energia que el níquel-cadmi estàndard. Té el potencial per a una densitat d'energia encara més alta. Les seves característiques de descàrrega són força bones i funciona de manera similar al níquel-cadmi a la descàrrega. L'elevat voltatge de la bateria de 3,6 volts permet dissenys de paquets de bateries amb només una cel·la. La majoria dels telèfons mòbils actuals funcionen amb una sola bateria. Un paquet a base de níquel necessitaria tres cel·les d'1,2-volt connectades en sèrie.
La bateria d'ions de liti és una bateria de baix manteniment, un avantatge que la majoria de les altres químiques no poden reclamar. No hi ha memòria i no cal fer cicles programats per allargar la vida útil de la bateria. A més, l'autodescàrrega és inferior a la meitat en comparació amb el níquel-cadmi, el que fa que l'ió de liti sigui molt adequat per a les aplicacions modernes de mesura de combustible. Les cèl·lules d'ions de liti causen poc dany quan s'eliminen.
Malgrat els avantatges generals de l'ió de liti, té els seus inconvenients. És fràgil i requereix un circuit de protecció per mantenir un funcionament segur. Integrat a cada paquet, el circuit de protecció limita la tensió màxima de cada cel·la durant la càrrega i evita que la tensió de la cel·la caigui massa a la descàrrega. A més, el circuit de salvaguarda controla la temperatura de la bateria per evitar extrems. La majoria dels paquets tenen una classificació entre 1C i 2C, sent 1C igual a la capacitat nominal de la bateria en una hora. Aquesta protecció augmenta el cost de producció.
L'envelliment és una preocupació per a la majoria de bateries d'ions de liti i molts fabricants mantenen silenci sobre aquest problema. Després d'un any, la bateria perd aproximadament el 20 per cent de la seva capacitat per any, independentment de si la bateria s'utilitza o no. L'envelliment es produeix més ràpid a temperatures més altes. L'emmagatzematge en un lloc fresc alenteix el procés d'envelliment dels ions de liti (i d'altres productes químics). Els fabricants recomanen l'emmagatzematge a 15 graus (59 graus F). A més, la bateria s'ha de carregar parcialment durant l'emmagatzematge, amb un valor de càrrega recomanat del 40 per cent.
Pel cost enfront de la densitat d'energia, la cèl·lula cilíndrica d'ions de liti 18650 és la bateria més econòmica i s'utilitza per a la informàtica mòbil i altres aplicacions que no requereixen una geometria ultrafina. Per a geometries més fines, els ions de liti prismàtics ofereixen el millor compromís entre la relació cost-energia i el factor de forma.
Avantatges
- Alta densitat d'energia: potencial per a capacitats encara més altes.
- No necessita cebament prolongat quan sigui nou. Tot el que es necessita és una càrrega regular.
- Autodescàrrega relativament baixa: l'autodescàrrega és menys de la meitat que les bateries a base de níquel.
- Manteniment baix: no es necessita cap descàrrega periòdica; no hi ha memòria.
- Les cèl·lules especials poden proporcionar un corrent molt elevat a aplicacions com ara eines elèctriques.
Limitacions
- Requereix un circuit de protecció per mantenir la tensió i el corrent dins dels límits segurs.
- Subjecte a l'envelliment, fins i tot si no s'utilitza: l'emmagatzematge en un lloc fresc amb una càrrega del 40% redueix l'efecte d'envelliment.
- Restriccions de transport: l'enviament de quantitats més grans pot estar subjecte a control regulatori. Aquesta restricció no s'aplica a les bateries personals de mà.
- Car de fabricar: un 40 per cent més gran que el níquel-cadmi.
- No està totalment madur: els metalls i els productes químics estan canviant de manera continuada.
