¿Cómo son las baterías de litio de nuestros smartphones por dentro?

Las baterías de nuestros smartphones son, posiblemente, el elemento más importante, porque sin batería el móvil no funciona. Además, es el elemento que más lentamente ha evolucionado a lo largo de los años, y tiempo no les ha faltado. El caso es que, a día de hoy, son las baterías de litio las responsables de alimentar a nuestros móviles.

Todavía se están investigando otros tipos de baterías, como las de grafeno, kevlar, y prácticamente cualquier cosa que se nos pueda ocurrir, pero nos tenemos que conformar con las de iones de litio (Li-Ion) y polímeros de litio (LiPo). Así que ya va siendo hora de conocer cómo son por dentro y quienes son los mayores responsables de fabricarlas.

¿Qué es una batería de litio?

Lo primero de todo, como ya hemos mencionado más arriba, hay dos tipos de baterías de litio en nuestros smartphones: baterías de iones de litio y baterías de polímeros de litio. Si bien tienen una serie de parecidos, también tienen sus diferencias y razones por las que un fabricante puede optar por una u otra.

Las baterías de iones de litio tienen como principal característica usar unas sales de litio como "puente" entre el polo positivo (ánodo) hasta el negativo (cátodo) para permitir el paso de la energía que dará vida a nuestro dispositivo. En el caso de las baterías de polímeros de litio, la diferencia radica en que la sal de litio está contenida en un polímero, o gel, para manetenerla a salvo de derrames.

En ambos casos, cuando la batería se está descargando, los iones de litio viajan desde el cátodo al ánodo a través de sus "puentes" para suministrar la energía hasta que todos los iones se encuentran en el ánodo, es en este momento cuando la batería está agotada. Los iones viajan en dirección opuesta durante la carga (del ánodo al cátodo).

Las baterías de iones de litio son, a día de hoy, las más usadas en nuestros smartphones, pero las de polímeros de litio (que en realidad son de polímero de iones de litio) son frecuentemente usadas en aquellos dispositivos que necesitan una batería que deban encajar en espacios no tan rectangulares.

Tales casos podrían ser los de los terminales de la familia LG G Flex (la batería es curva también) o los smartwatches, donde por sus características las baterías de iones de litio no tienen cabida.

¿Cómo se fabrican y dónde se localizan las mayores fábricas?

El proceso de fabricación de una batería de litio empieza con un lingote de litio que suele ser de unos 5 Kg, el cual se introduce en una prensa que lo aplasta hasta que queda una lámina de 200 metros de longitud y 250 micras de grosor. Después de esto, la lámina pasa por un laminador que reducirá aún más el grosor, a entre 20 y 40 micras, y pasará a tener una longitud de 2 Km.

Una máquina enrolla la lámina durante cierto número de vueltas (26 en el vídeo para una batería destinada un coche híbrido), luego se mete en un horno de vacío, donde las capas se adhieren. Tras esto, el personal comprueba que se producen los 3,56 V que se requieren y comprueban que tiene el grosor exacto. Si pasan ambas pruebas, las baterías estarán listas para su último paso.

Este paso consiste en almacenarlas, separadas por planchas de metal, hasta que llega el momento de metalizar los contactos, cuando se meten en un contenedor robotizado, que introduce la batería en un tanque protector y le rocía metal fundido para metalizar los contactos. Tras esto, la batería está lista para introducirse en el aparato para el que está destinada.

Si nos centramos en las empresas principales en la fabricación de baterías de iones de litio (las mayoritarias en los móviles), tenemos a Panasonic, Samsung SDI, LG Chem, ATL y Sony. Tres de ellas, Samsung SDI, ATL y LG Chem son protagonistas en el problema de las baterías defectuosas del Note 7 (SDI) y su solución (ATL Y LG Chem).

¿Cómo podría una batería arder como ha sucedido con el Note 7?

El problema radica en el litio, el cual, a temperatura ambiente, es muy inflamable y ligeramente explosivo si se expone al aire o al agua, teniendo especial repercusión en este último caso. La razón por la que se usa este elemento para las baterías de móviles es por su extrema ligereza al ser la mitad de denso que el agua.

Las baterías de litio son perfectas para nuestros móviles (dentro de las opciones actuales) gracias a su ligereza, larga vida útil (puede llegar a 1.000 ciclos de carga) y a su mayor capacidad de carga. También se están usando para los coches híbridos y los eléctricos al ser claramente superiores a las baterías tradicionales.

Entonces, yendo al meollo de la cuestión, ¿cuál podría ser el problema de que se produzcan estas explosiones en los Note 7? Si SDI (la responsable de las baterías defectuosas) ha fallado en el proceso de fabricación, permitiendo que, de alguna forma, acabara por entrar aire o agua, no sería raro que se produjera esta reacción.

También es posible que la batería sufriera tal calor que provocase una explosión de la misma, y es que estas baterías, si bien en temperaturas bajas rinden menos, tampoco conviene dejarlas expuestas al calor, y si el control de calidad por parte de SDI no ha sido el adecuado, unas baterías mal fabricadas podrían llegar a explotar a la menor exposición al calor.

Podemos ver ejemplos como el de una persona que dice que su coche ardió al dejar su Note 7 cargando dentro, si el coche ha estado expuesto al calor, aumentando la temperatura en su interior, la fiesta explosiva está servida. O el de un niño de 6 años al que le explotó el móvil en las manos mientras veía un vídeo.

Más allá de que me crea estos casos o no (me muestro escéptico), si SDI la ha pifiado al fabricar muchas de sus baterías y, de alguna forma, el litio entra directamente en contacto con el aire, pueden ocasionar daños bastante graves. Ahora bien, por ahora no hay una aclaración detallada oficial (a nivel de fabricación) al respecto de cómo se ha producido este incidente multitudinario.

Por ahora sólo podemos formular teorías y esperar a que Samsung sustituya los dispositivos actuales por unos nuevos fabricados por ATL y LG Chem, los cuales hasta ahora se encargaban de los Note 7 de China. ¿Tienes alguna teoría al respecto de lo sucedido?

En Xataka | Esto es todo lo que sabemos sobre las baterías defectuosas del Samsung Galaxy Note 7