¿Qué son los Electrolitos?
Un electrolito es un líquido en el que están disueltos electrolitos.
El electrolito en un electrolito se disuelve en forma de cationes y aniones, que pueden transportar una carga eléctrica, lo que convierte al electrolito en un conductor iónico. Los electrolitos se utilizan principalmente en dispositivos de almacenamiento como las baterías y en el chapado.
A menudo se utilizan disolventes acuosos próticos como electrolitos, pero los disolventes no próticos suelen emplearse en electrolitos para baterías de iones de litio.
Usos de los Electrolitos
En cuanto a las aplicaciones de las baterías, los electrolitos se utilizan en una amplia gama de baterías, ya sean primarias o secundarias cargables y descargables. Concretamente, se utilizan en baterías de plomo-ácido, baterías alcalinas de manganeso, baterías de níquel-hidruro metálico, baterías de níquel-cadmio, baterías primarias de litio, baterías secundarias de iones de litio, condensadores electrolíticos de aluminio, condensadores eléctricos de doble capa y condensadores de iones de litio.
El electrolito es uno de los materiales que componen una pila, y las pilas pueden generar fuerza electromotriz mediante reacciones químicas en los electrodos. También es un material esencial para la electrólisis, donde se producen reacciones redox en los electrodos. En galvanoplastia, es la fuente del metal que se va a recubrir.
Principios de los Electrolitos
Un electrolito es una solución en la que se disuelve el electrolito, por ejemplo en las pilas o en la electrólisis. En la solución, el electrolito se ioniza en cationes y aniones, que actúan como portadores de carga. La composición de los electrolitos varía en función de la aplicación, y cada día se desarrollan soluciones electrolíticas con mejores propiedades.
En general, los electrolitos son para las pilas. Existen varios tipos de Electrolitos para baterías, cuya composición varía mucho en función del tipo de batería.
Tipos de Electrolitos
El electrolito es un importante material responsable de transportar la carga eléctrica entre los electrodos positivo y negativo de una pila, por ejemplo. A continuación se describen los electrolitos para cada aplicación.
1. Electrolitos para Baterías de Plomo-Ácido
Las baterías de plomo-ácido utilizan ácido sulfúrico diluido al 30-35% como electrolitos. Las baterías de plomo-ácido utilizan dióxido de plomo como electrodo positivo y plomo esponjoso como electrodo negativo, que se convierte en dióxido de plomo cuando se aplica corriente al electrodo positivo durante la carga, se convierte en plomo al pasar corriente por el ánodo.
Durante la descarga, el dióxido de plomo del electrodo positivo y el plomo del electrodo negativo se disuelven en ácido sulfúrico diluido para producir electricidad. Las baterías de plomo-ácido se utilizan en automóviles y SAI (sistemas de alimentación ininterrumpida) y son muy utilizadas porque son baratas y fáciles de fabricar.
2. Electrolitos para Pilas Alcalinas
El electrolito de las pilas alcalinas es una solución acuosa fuertemente alcalina que contiene hidróxido de potasio como ingrediente principal. Como el electrolito de las pilas alcalinas es una solución acuosa, puede producirse una autodescarga incluso cuando no se utilizan.
En caso de fuga o si el líquido entra en contacto con la piel o los ojos, lávese inmediatamente con abundante agua limpia y acuda al médico. Las pilas alcalinas se utilizan ampliamente como pilas primarias y son adecuadas para el almacenamiento a largo plazo.
3. Electrolitos para Pilas de Níquel-Hidruro Metálico
Como electrolito para las pilas de níquel-hidruro metálico se utiliza una solución concentrada de hidróxido de potasio. Las pilas de níquel-hidruro metálico utilizan compuestos de óxido de níquel para el ánodo y aleaciones de almacenamiento de hidrógeno para el cátodo. Las baterías de níquel-hidruro metálico tienen un alto rendimiento en ciclos de carga-descarga y se utilizan en coches híbridos y electrodomésticos.
4. Electrolitos para Baterías de Iones de Litio
En las baterías de iones de litio se utilizan electrolitos orgánicos que contienen sales de litio disueltas, como LiBF4 (tetrafluoroborato de litio), LiPF6 (hexafluorofosfato de litio) y LiFSI (bisfluorosulfonil imida de litio). A los Electrolitos de las baterías se les exigen las siguientes propiedades: que no se descompongan durante la carga y la descarga, que no se desnaturalicen al calentarse y que no se inflamen al calentarse.
Las baterías de iones de litio son ligeras, de alta potencia y larga duración, y se utilizan en teléfonos inteligentes, vehículos eléctricos y acumuladores domésticos.
5. Electrolitos para Condensadores Electrolíticos de Aluminio
Los electrolitos para condensadores electrolíticos de aluminio se fabrican disolviendo sales de aminas terciarias o amidinas con ácidos carboxílicos en disolventes como lactona o glicol. Los condensadores electrolíticos de aluminio se utilizan en una amplia gama de productos con sustratos electrónicos en campos muy diversos, como la automoción, la electrónica de consumo y los equipos industriales, ya que son baratos.
6. Electrolitos para Condensadores Eléctricos de Doble Capa
Electrolitos como las sales de amonio cuaternario y las sales de imidazolio disueltas en disolventes orgánicos se utilizan como soluciones electrolíticas para condensadores eléctricos de doble capa. Los condensadores utilizan carbón activado como material activo para los electrodos positivo y negativo y son adecuados para baterías recargables en aplicaciones en las que se necesita mucha energía. Cuando se requiere una carga y descarga rápidas y se exige durabilidad, los condensadores eléctricos de doble capa son los condensadores de elección.