Baterías de litio frente a baterías de plomo ácido

Comparación de baterías de plomo-ácido y baterías de iones de litio

Baterías de plomo ácido

Las baterías de plomo ácido se comercializan desde hace más de 100 años. El físico francés Gaston Plante las inventó en el año 1859. Las baterías de plomo ácido son muy populares ahora en el mercado y seguirán estando en el mercado en un futuro previsible. Eso se debe a su bajo costo de fabricación y a su base de fabricación ya establecida.

Las baterías de plomo ácido son un tipo de baterías recargables. Tienen poca energía en relación tanto en peso como en volumen. Las baterías de plomo ácido tienen la capacidad de suministrar lo que se denomina una alta sobretensión de corriente. Eso se traduce en que las baterías de plomo ácido tienen una alta relación peso / potencia. Eso, combinado con su bajo costo, hace que las baterías de plomo-ácido sean la primera opción para usarse en vehículos como fuente de energía para proporcionar la alta corriente necesaria para los vehículos de motor.

Las baterías de plomo ácido también se utilizan en dispositivos en los que no se requiere o no es importante la sobretensión.

Las baterías de plomo ácido proporcionan energía eléctrica a través de la energía liberada como resultado de la unión química de los iones H + provenientes del ácido con los iones O2- provenientes del óxido de plomo. Esta reacción química produce mucha energía eléctrica.

La energía neta liberada por mol en las baterías de plomo ácido es de aproximadamente 400 KJ, lo que equivale a la formación de 36 gramos de agua.

Baterías de iones de litio

El químico británico M. Stanley Whittingham propuso por primera vez el uso de litio para fabricar baterías en el año 1970. Whittingham usó electrodos hechos de sulfuro de titanio y litio. La batería de litio recargable de Whittingham nunca podría ser práctica, ya que era muy costosa de fabricar en la década de 1970.

Corría el año 1991 cuando Sony anunció su nuevo producto la batería de iones de litio. Desde entonces, se ha realizado la producción comercial de baterías de iones de litio. Esta invención permitió al fabricante producir teléfonos móviles a una escala mucho menor.

Las baterías de iones de litio son de todas las formas y tamaños en la actualidad. Sin embargo, no importa el tamaño o la forma de la batería, todas tienen el mismo aspecto por dentro. En cualquier paquete de baterías de iones de litio hay ciertas cosas que están presentes:

· Celdas de iones de litio. Pueden tener forma cilíndrica como las pilas AA convencionales o pueden tener forma prismática.

· Sensores de temperatura para controlar la temperatura de la batería. El sobrecalentamiento puede tener resultados catastróficos.

· Circuito convertidor y regulador de tensión. Esto es para mantener niveles seguros de voltaje y corriente dentro del paquete de baterías.

· Toma de voltaje, que actúa como monitor de la capacidad energética de cada celda individual dentro del paquete de baterías.

· Monitor de estado de carga de la batería. Que es una pequeña computadora que maneja todo el proceso de carga. Se asegura de que las baterías se carguen lo más rápido y seguro posible.

· En ocasiones, hay un conector blindado opcional adicional dentro del paquete de baterías, que permite que la energía y la información entren y salgan del paquete de baterías.

Al cargar o incluso durante el uso de la batería, si se calienta demasiado, la computadora (Monitor de estado de carga de la batería) apagará el flujo de energía en un intento de enfriar las cosas. Si intenta usar su dispositivo mientras está en este estado caliente, esta computadora le impedirá usarlo e incluso le impedirá encender el dispositivo.

La capacidad de la batería de litio y la batería de plomo ácido.

Baterías de plomo ácido

Las baterías de plomo ácido tienden a perder capacidad a altas tasas de descarga. Según la ley de Peukert; para una batería de plomo-ácido a medida que aumenta la tasa de descarga, la capacidad utilizable de la batería disminuye. La capacidad de la batería de plomo-ácido se mide por la corriente necesaria para descargarla completamente en un lapso de 20 horas. Si su dispositivo o aplicación tiene una corriente de descarga que excede esas tasas de 20 horas, entonces la capacidad de su batería de plomo-ácido se reducirá significativamente.

Las baterías de plomo ácido tienen un tamaño de 50% de profundidad de descarga en muchas aplicaciones. Eso se hace para aumentar la vida útil de la batería. Este proceso ocupa el doble de espacio y cuesta más.

Baterías de iones de litio

Debido a la tecnología de las baterías de iones de litio, tienen una capacidad que se mantendrá constante durante mucho tiempo sin importar cuáles sean sus tasas de descarga.

Las baterías de iones de litio tienen una capacidad útil mucho mayor que la de las baterías de plomo-ácido. Además, la vida útil de una batería de iones de litio es mucho mayor que la de una batería de plomo-ácido.

Dependiendo de cómo vaya a utilizar sus baterías, las baterías de iones de litio ofrecen un costo operativo significativamente menor que las baterías de plomo ácido.

Eficiencia de la batería de litio y la batería de plomo ácido.

Baterías de plomo ácido

Como se mencionó, las baterías de plomo ácido tienen un tamaño de 50% de profundidad de descarga en muchas aplicaciones. Eso se hace para aumentar la vida útil de la batería. Este proceso ocupa el doble de espacio y cuesta más. Esto hace que las baterías de plomo-ácido sean una opción menos eficiente que las baterías de iones de litio.

Hay varias etapas para el algoritmo de carga de las baterías de plomo-ácido. Estos pasos son para garantizar la seguridad de las baterías de plomo y para maximizar la vida útil de las baterías. Está diseñado para cargar lentamente la batería de plomo-ácido a niveles de voltaje más bajos, lo cual se debe a que cuanto más se descarga la batería de plomo-ácido, mayor se vuelve su resistencia interna. Sin embargo, todos estos pasos hacen que el proceso de carga sea un proceso lento, que no es muy eficiente especialmente si se compara con alternativas como las baterías de Li-Ion.

Baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio tienen un alto nivel de eficiencia gracias a su tecnología. Son 99% eficientes y ofrecen una mayor capacidad utilizable con exactamente las mismas tasas de amperios-hora. Una batería de iones de litio más pequeña y de menor capacidad logrará los mismos resultados que una batería de plomo-ácido enorme. Eso ahorra espacio, costos y el tiempo de carga es menor.

Cuando se trata de eficiencia, las baterías de iones de litio son una opción perfecta, ofrecen un tiempo de carga reducido, en comparación con las baterías de plomo-ácido. Son más pequeños en tamaño y peso. Y lo más importante, tienen una vida útil más larga que cualquier batería de plomo-ácido. Son eficientes y más fáciles de manejar.

La vida útil de la batería de litio y la batería de plomo ácido.

Baterías de plomo ácido

Las baterías de plomo ácido tienen una vida útil de aproximadamente 500 a 1000 ciclos. Esto se traduce en aproximadamente un año y medio de uso.

Baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio tienen una vida útil estimada de 2000 a 5000 ciclos. Eso se traduce en aproximadamente dos o tres años de uso, que es casi el doble de la vida útil de las baterías de plomo-ácido.