Eficiencia de ida y vuelta con batería de iones de litio

Introducción

Cuando salimos de casa para trabajar por la mañana, estamos llenos de energía y entusiasmo por un buen día por delante. Sin embargo, cuando regresamos a casa tarde en la noche, nuestra energía se agota. En este momento no somos completamente nosotros mismos. Esto significa que nuestro viaje de ida y vuelta nos ha robado algo. Esto también sucede con el almacenamiento de la batería y es un fenómeno conocido como eficiencia de ida y vuelta. Este fenómeno es uno de los elementos que se suele tener en cuenta a la hora de tomar una decisión de adquisición de baterías.

¿Qué es la eficiencia de ida y vuelta de la batería de iones de litio?

La eficiencia de ida y vuelta de la batería de iones de litio es la cantidad de energía que la batería puede entregar en relación con la cantidad de energía inyectada en ella durante la carga que preside inmediatamente. En otras palabras, este fenómeno puede denominarse la relación entre la energía necesaria para cargar una batería y la energía disponible durante la descarga. En varias ocasiones, la eficiencia de ida y vuelta también se conoce como eficiencia.

Una batería de iones de litio pierde alrededor del 5% de la energía de ida y vuelta, lo que significa que tiene una eficiencia de ida y vuelta del 95 por ciento, en comparación con las baterías de plomo-ácido que pierden entre el 20 y el 25% de la energía de ida y vuelta.

La batería de iones de litio funciona muy bien en lo que respecta a la autodescarga, con pérdidas de alrededor del 5 por ciento de la capacidad por mes.

La eficiencia energética suele ser un indicador clave de rendimiento para los sistemas de almacenamiento de baterías. La eficiencia del viaje de ida y vuelta es definitivamente un factor crítico en la utilidad de una tecnología de almacenamiento de baterías. Si la eficiencia del viaje de ida y vuelta es alta, se dice que el sistema es más eficiente. Cuanto menor sea la eficiencia del viaje de ida y vuelta, menos eficiente será el sistema en su conjunto. A la mayoría de los ingenieros de sistemas de red siempre les impresiona ver una eficiencia de ida y vuelta del 80 por ciento en los sistemas de almacenamiento de energía posible.

Comparación de la eficiencia del viaje de ida y vuelta en el almacenamiento de energía

Primero, debe tener en cuenta que cada dispositivo de almacenamiento de energía debe tener una alta eficiencia de ida y vuelta que siempre se expresa como un porcentaje. Además, la eficiencia del viaje de ida y vuelta nunca puede ser igual al 100 por ciento debido a las pérdidas de energía que generalmente ocurren en una batería, por ejemplo, la pérdida de calor dentro del dispositivo de almacenamiento de energía.

El almacenamiento de la batería puede ahorrar energía sobrante absorbiéndola y luego liberándola más tarde normalmente a una red eléctrica. Este proceso debe liberar algo de poder. Por lo tanto, puede ver que la eficiencia de los viajes de ida y vuelta es en realidad la relación neta de retención de energía que juega un papel clave en el éxito del almacenamiento de energía de la batería de iones de litio.

Si perdiéramos demasiada energía, lo que significa tener una eficiencia de ida y vuelta muy baja, perderíamos demasiado potencial con los dispositivos de almacenamiento de energía. Hoy en día, se están produciendo más mejoras tecnológicas e innovadoras en las baterías de iones de litio para aumentar la eficiencia de la batería.

Cómo mejorar la eficiencia del viaje de ida y vuelta de la batería de iones de litio

La eficiencia del trío redondo depende del rendimiento de una batería. A su vez, hay varios factores que influyen en el rendimiento de una batería. Si el rendimiento de una batería es alto, entonces la eficiencia del viaje de ida y vuelta es alta. Las baterías de iones de litio tienen tecnología que ha mejorado enormemente el rendimiento de la batería. Esto, por lo tanto, ha llevado a que las baterías de iones de litio tengan una alta eficiencia de ida y vuelta de aproximadamente el 95 por ciento.

Estas son algunas de las formas de mejorar la eficiencia del viaje de ida y vuelta.

Reduzca las temperaturas de funcionamiento: las altas temperaturas de funcionamiento pueden tener un gran impacto en el rendimiento de una batería de iones de litio. Cuando el rendimiento se ve muy afectado, la eficiencia del viaje de ida y vuelta se reduce. La reducción de las temperaturas de funcionamiento requiere mejores diseños de celdas e ingeniería de la batería. Además, esto requiere el uso de electrolitos y materiales de electrodos de alto rendimiento. Las altas temperaturas pueden provocar un envejecimiento rápido de las baterías debido al estrés adicional.

Carga: siempre es aconsejable asegurarse de no utilizar corrientes de carga elevadas, ya que harán que las baterías pierdan energía para calentarse debido a la resistencia interna de las celdas de la batería. Esto conduce a una disminución de la eficiencia del viaje de ida y vuelta y un mayor potencial de fuga térmica. Además, el aumento de calor conduce a reacciones secundarias no deseadas e irreversibles que aceleran la pérdida de capacidad. Aunque las baterías de iones de litio son menos sensibles debido a la menor resistencia interna, las corrientes de carga excesivas pueden provocar el recubrimiento de litio del ánodo, que no puede intercalar los iones de litio con la suficiente rapidez. Esto es lo mismo que sucede cuando la batería está sobrecargada, por lo que el ánodo, que ya está lleno de iones de litio, no puede aceptar más iones, que en su lugar se depositan en la superficie del electrodo. Además de aumentar la resistencia interna y causar una pérdida de capacidad, el recubrimiento de litio puede provocar un crecimiento de dendrita que crea un cortocircuito entre los electrodos.

Descarga: las baterías de iones de litio no deben descargarse por completo o en exceso. Cuando se descargan en exceso, el cátodo no puede aceptar más iones de litio, lo que conduce a un recubrimiento de litio metálico que da como resultado una pérdida de capacidad irreversible. La pérdida de capacidad significa una reducción en la eficiencia del viaje de ida y vuelta. Además, si el voltaje cae por debajo del umbral mínimo de la batería, el electrodo puede disolverse en el electrolito y, posteriormente, cuando la batería se recarga, puede producirse un cortocircuito entre los electrodos. Las tasas de descarga más altas afectan en gran medida la capacidad total de una batería de iones de litio. Esto también conduce a una enorme reducción en la eficiencia de ida y vuelta de una batería, debido a la pérdida de calor, así como a temperaturas de celda más altas, lo que aumenta las reacciones secundarias no deseadas y aumenta la velocidad de desvanecimiento de la capacidad. Por lo tanto, si desea mejorar la eficiencia de su batería de iones de litio, es mejor no descargarla en exceso.

Ventajas de la eficiencia de ida y vuelta de la batería de iones de litio

Las baterías de iones de litio tienen una alta eficiencia de ida y vuelta. La alta eficiencia tiene varios beneficios en la aplicación de la batería de iones de litio.

· Alta energía y densidad de potencia: las baterías de iones de litio a menudo se prefieren a las baterías de plomo ácido debido a su alta densidad de energía y potencia. Una batería con alta eficiencia de ida y vuelta retendrá más energía y proporcionará más potencia.

· Más energía durante más tiempo: una alta eficiencia de ida y vuelta significa que una batería de iones de litio puede proporcionar más energía durante más tiempo. Esto eliminará todos los inconvenientes provocados por fuentes de energía inconsistentes.

· Vida útil de la batería: la batería de iones de litio, al igual que la batería de plomo-ácido, envejece con el tiempo y el número de ciclos. Una batería de iones de litio con un rendimiento óptimo garantiza unos 5.000 ciclos.

· Buenas temperaturas de funcionamiento: una batería de iones de litio requiere el rango de temperatura adecuado para funcionar con el fin de evitar daños irreversibles a las celdas de la batería, así como la pérdida de calor.

Conclusión

La eficiencia de ida y vuelta de la batería de iones de litio mide la retención de energía de una batería después de que se ha cargado. La eficiencia de ida y vuelta de una batería de iones de litio es alta alrededor del 95 por ciento. Esta eficiencia es fundamental para el éxito de la tecnología de almacenamiento de energía de una batería.