Como en la mayorias de las baterias de Ion de Litio, las baterias 18650 tienen una una carcasa exterior de metal. El uso de metal es importante, debido a que la batería está presurizada. Esta carcasa tiene una ventilación sensible a la presión, que sirve para liberar la presion adicional que se genera cuando la bateria se caliente, evitando con esto el riesgo de explotar por sobrepresión. La ventilación está estrictamente allí como medida de seguridad.

Esta carcasa protege 3 laminas delgadas presionadas juntas, las cuales son

• Catodo - Electrodo Positivo

• Anodo - Electrodo Negativo

• Un separador

El separador es una lámina muy delgada de plástico microperforado, con la funcion de separa el catodo del anado, permitiendo que los iones pasen.

El catodo está hecho de óxido de litio cobalto o LiCoO2 y el anado está hecho de carbono. Cuando la batería se carga, los iones de litio se mueven a través del electrolito desde catodo al anado y se unen al carbono. Durante la descarga, los iones de litio regresan al LiCoO2 desde el carbono.

Todos los materiales en una batería poseen una energía específica teórica, y la clave para una alta capacidad y una entrega de energía superior reside principalmente en el cátodo. Durante los últimos 10 años, el cátodo ha caracterizado la batería de iones de litio. El material de cátodo común es el óxido de litio y cobalto (o cobaltato de litio), el óxido de litio y manganeso (también conocido como espinela o manganato de litio), el fosfato de litio y hierro, así como el óxido de litio y níquel, manganeso y cobalto (o NMC) ** y el óxido de litio y níquel y cobalto y aluminio ( o NCA).

La batería 18650 es una clasificación de tamaño para las baterías cilíndricas de Ion de litio. Todas las baterías cilíndricas de Ion de litio tienen la misma nomenclatura, por lo tanto el nombre de la batería se determina por el tamaño, primero el diámetro y luego si altura. En la fotografía se puede apreciar las dimensiones de una batería Sanyo NCR18650GA

Las celdas de Ion de litio tienen una serie de especificaciones que tenemos que tener en cuenta al momento de utilizarlas en nuestros aparatos o al diseñar un banco de baterías. Las especificaciones mas importantes son las siguientes.

• Voltaje [V]: el voltaje nominal de las celdas 18650 es de 3,6V a 3,7V, pero el rango completo de voltaje de una celda 18650 generalmente comprende desde 2,5V a 4,2 V. Es de vital importancia mantener la celda entre estos valores para evitar fuego o explosión.

• Capacidad [Ah]: indica la cantidad de carga eléctrica que es capaz de almacenar una celda durante la carga y devolver durante la descarga y se mide en Amperes-Hora

• Tasa de descarga (C): se refiere a la velocidad a la que una batería puede cargar o descargar toda su energía. C-rate se describe en relación con una descarga de 1 h, por lo que la velocidad 1C es igual a la velocidad a la que una batería está completamente descargada en 1 h. Por ejemplo, si la velocidad es de 2C sería igual a la velocidad a la que una batería se descarga completamente en 30 min (60 min / 2 = 30 min).

Para explicar lo que es un banco de baterías de Ion de Litio, es importante aclarar que cuando hablamos de celda, nos referimos a una batería de Ion de Litio 18650, que provee un voltaje mínimo de 2.5V a 4.2V máximo y sin protección.

Por otro lado, las celdas se puede conectar unas con otras, en paralelo o serie, lo cual nos permite fabricar baterías con mayor capacidad y voltaje. La conexión en paralelo de celdas, permite aumentar la capacidad del sistema y la conexión en serie de celdas aumenta el voltaje del sistema. Es decir, si se conectan en paralelo 3 celdas de 3,6V y 2 Ah cada una, obtendremos un bloque de 3,6V y 6 Ah, por otro lado si conectamos en serie las mismas 3 celdas, obtendremos una bateria de 10,8 V y 2 Ah. Por lo anterior, definiremos dos estructuras:

• Bloque: consiste a un conjunto de celdas conectadas en paralelo y solo proveen un voltaje mínimo de 2.5V a 4.2V máximo

• Baterías: consiste a un conjunto de bloques conectados en serie y constituyen un solo arreglo, el cual provee un alto voltaje.

Las baterias de Ion de Litio tiene una buen rendimiento y comportamiento bajo las condiciones de operacion seguras. Si se operan las baterias fuera de las condiciones seguras, como por ejemplo: temperaturas mayores a 60°C, tasa de descarga mayor a la recomendada, sobredescargas y sobrecarga, puede ser muy peligrosas, debido a su alta probabilidad de explotar e incendiarse.

Es por por lo anterior que se debe tener encuenta las siguientes recomendaciones:

• Evitar la sobrecarga y sobredescarga

• Monitorizar la temperatura en la cual esta operando la bateria

• La tasa de descarga de la bateria, no supera la tasa de descarga maxima indicada por el fabricante.

• Si las celdas estan conectadas entre si para formar bloques, baterias o bancos de baterias, se debe tener un sistema de monitoreo, ecualizacion y proteccion (BMS)

• No almacenar las celdas, baterias o bancos de bateria en su bolsillo o en una caja no adecuada para el transporte, siempre hay que utilizar una caja protectora para el almacenamiento y el transporte

• Vehiculos solares

• Vehiculos electricos: HEV, P-HEV, EV

• Electrodomesticos portatiles

• Herramientas electricas inalambricas

• Notebooks, smart-phones, tablets

• Camaras digitales, juegos electronicos,

• Sistema de almacenamiento de energia para uso comercial y residencial

• Autos RC, drones

• Instrumentacion Medica

• y otras..