Si acaba de aprender sobre ánodos y cátodos, no está solo. Por lo general, estos términos solo son relevantes cuando se trabaja con calentadores de agua o baterías de vehículos. Este artículo explica la diferencia en un lenguaje sencillo. Discutiremos qué son los ánodos y cátodos, cómo se fabrican y cómo funcionan.
¿Qué son los ánodos y cátodos de batería?
Los ánodos y cátodos son los componentes esenciales de las baterías. Son los electrodos donde ocurren las reacciones electroquímicas, lo que permite a las baterías almacenar y liberar energía eléctrica.
El cátodo es el electrodo positivo donde se produce la reducción, mientras que el ánodo es el electrodo negativo donde tiene lugar la oxidación.
Durante la carga de la batería, los electrones fluyen del cátodo al ánodo, almacenando energía para su uso posterior.
¿Qué materiales se utilizan en ánodos y cátodos?
Los materiales activos catódicos (CAM) suelen ser óxidos metálicos. Para las baterías de iones de litio, las más populares son el fosfato de hierro y litio (LiFePO4 o LFP) y el óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (LiNiMnCoO2 o NMC). Estos materiales varían en densidad de energía, estabilidad térmica y rentabilidad.
Los materiales activos del ánodo (AAM) generalmente están basados en carbono, como el grafito, el silicio o una combinación. El grafito es el más común debido a su alta conductividad, bajo costo y estructura estable.
Cómo se fabrican los ánodos y cátodos
La fabricación de ánodos y cátodos de batería suele implicar varios pasos.
Primero, los materiales necesarios para el cátodo y el ánodo se sintetizan en los compuestos deseados. Luego, estos materiales se muelen hasta convertirlos en polvo y se mezclan con aglutinantes y disolventes para formar una suspensión. Luego, la lechada se recubre sobre láminas metálicas, se seca y se comprime mediante rodillos. Finalmente, las láminas recubiertas de ánodo y cátodo se cortan al tamaño adecuado y se combinan con otros componentes para construir una celda de batería.
¿Cómo funcionan los ánodos y cátodos?
Un ánodo es un metal oxidante en un disolvente electrolítico, como el litio, que pierde electrones. Se erosiona lentamente a medida que los electrones se mueven hacia el cátodo a través de un conductor. Una vez que se agota el ánodo, la batería se agota.
El cátodo recibe electrones del ánodo y ambos se sumergen en una solución electrolítica. La electricidad viaja a través del conductor de negativo a positivo.
¿Cómo se diferencia un ánodo de un cátodo?
La mayoría de las baterías tienen un signo más (+) y menos (-) que indica el ánodo y el cátodo. El signo menos hace referencia al ánodo, que es el electrodo negativo que pierde electrones. El signo más se refiere al cátodo, el electrodo positivo que gana electrones.
Conclusión
Si posee un automóvil, una casa rodante, un bote o le gusta jugar, es útil comprender los ánodos y los cátodos. Es posible que estos términos no aparezcan en la vida cotidiana, pero se encuentran en las baterías, el calentador de agua y otros dispositivos comunes.
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