22 años de personalización de baterías
Sep 13, 2023 Pageview：218
Las baterías han sido durante mucho tiempo la columna vertebral de nuestra era electrónica moderna. Almacenan energía, alimentan nuestros dispositivos y respaldan las fuentes de energía renovables al almacenar el exceso de energía para su uso posterior. Sin embargo, no todas las baterías son iguales. Hoy, exploraremos dos tipos principales: baterías de iones de litio y de plomo-ácido, centrándonos específicamente en sus diferencias.
La estructura y el principio de reacción química de la batería.
Comprender las intrincadas diferencias entre las baterías de iones de litio y las de plomo-ácido requiere una inmersión profunda en sus respectivas estructuras y las reacciones químicas subyacentes que permiten el almacenamiento y la liberación de energía.
Baterías de iones de litio (Li-ion)
Una batería de iones de litio típica consta de un ánodo (a menudo hecho de grafito), un cátodo (que puede estar hecho de varios materiales, incluido óxido de litio y cobalto, fosfato de litio y hierro u óxido de litio y manganeso) y un electrolito que permite que los iones de litio moverse entre el ánodo y el cátodo.
El principio básico detrás del funcionamiento de las baterías de iones de litio es el movimiento de los iones de litio. Durante la fase de descarga, los iones de litio se mueven del ánodo al cátodo a través del electrolito, liberando energía en el proceso. Durante la carga ocurre lo contrario: los iones de litio migran del cátodo al ánodo. Este movimiento continuo y las reacciones tanto en el ánodo como en el cátodo son los que permiten que la batería almacene y libere energía.
Baterías de plomo ácido
Estas baterías se componen de dos componentes principales: dióxido de plomo (PbO2) como placa positiva y plomo esponjoso (Pb) como placa negativa. Estas placas están sumergidas en una solución electrolítica hecha de ácido sulfúrico (H2SO4).
El funcionamiento de las baterías de plomo-ácido depende de una serie de reacciones químicas de plomo y azufre. Al descargar:
En la placa positiva: PbO2 + 3H2SO4 → PbSO4 + 2H2O + 2HSO4^?
En la placa negativa: ¿Pb + HSO4^? → PbSO4 + H2 La combinación de estas reacciones da como resultado la ecuación química general: PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O.
Celda de batería LiFePO4 de baja temperatura de 3,2 V y 20 A -40 ℃ Capacidad de descarga de 3C≥70 % Temperatura de carga: -20~45 ℃ Temperatura de descarga: -40~+55 ℃ Prueba de acupuntura aprobada -40 ℃ Tasa máxima de descarga: 3C
Lo contrario de estas reacciones ocurre durante la carga, convirtiendo el sulfato de plomo nuevamente en dióxido de plomo y plomo esponjoso.
En esencia, si bien tanto las baterías de iones de litio como las de plomo-ácido cumplen el propósito fundamental de almacenar y liberar energía, lo logran a través de composiciones estructurales y reacciones químicas notablemente diferentes. Estas diferencias subyacentes dictan su idoneidad para aplicaciones específicas, su eficiencia, vida útil e incluso su impacto ambiental.
Respetuoso con el medio ambiente de la batería
El impacto ambiental de las baterías es una preocupación creciente, especialmente a medida que aumenta la demanda de soluciones de almacenamiento de energía a nivel mundial. Tanto las baterías de iones de litio como las de plomo-ácido tienen implicaciones ambientales, que van desde su producción, uso hasta su eliminación. Profundicemos en el respeto al medio ambiente de estos dos tipos de baterías destacados.
Baterías de iones de litio (Li-ion)
La producción de baterías de iones de litio comienza con la extracción de litio, cobalto y níquel. Los procesos de extracción pueden ser perjudiciales para el medio ambiente y provocar la destrucción del hábitat, la contaminación del suelo y un gran uso del agua.
El proceso de producción de baterías de iones de litio, especialmente para vehículos eléctricos, consume mucha energía y contribuye a una importante huella de carbono. Sin embargo, el cambio a fuentes de energía renovables en las plantas de fabricación puede mitigar esto.
Históricamente, la tasa de reciclaje de las baterías de iones de litio ha sido baja, principalmente debido a la complejidad y el costo del proceso. Sin embargo, a medida que avanza la tecnología, están surgiendo métodos de reciclaje más eficientes y escalables, que potencialmente reducen el impacto ambiental.
Si se perforan o se eliminan incorrectamente, las baterías de iones de litio pueden presentar riesgos ambientales. Pueden filtrar productos químicos tóxicos o incluso provocar incendios.
Batería de polímero resistente para portátiles de alta densidad de energía y baja temperatura Especificación de la batería: 11,1 V 7800 mAh -40 ℃ Capacidad de descarga de 0,2 C ≥80 % A prueba de polvo, resistencia a caídas, anticorrosión, antiinterferencias electromagnéticas
Baterías de plomo ácido
La extracción de plomo, principalmente para la producción de baterías, ha causado históricamente importantes problemas ambientales y de salud, especialmente en regiones con regulaciones laxas.
Si bien su producción no consume tanta energía como la de las baterías de iones de litio, las baterías de plomo-ácido tienden a tener una vida útil más corta, lo que podría resultar en una tasa de reemplazo más frecuente y las consiguientes implicaciones ambientales.
Una de las ventajas de las baterías de plomo-ácido es su reciclabilidad. Más del 95% del plomo de las baterías usadas en muchos países desarrollados se recicla, lo que hace que su impacto al final de su vida útil sea considerablemente menor que el de muchos otros tipos de baterías.
El ácido derramado por baterías rotas puede contaminar el suelo y el agua. Además, el plomo es tóxico y puede suponer importantes riesgos para la salud y el medio ambiente si las baterías se desechan de forma inadecuada.
Peso de la batería y densidad de potencia
Una de las características definitorias a la hora de seleccionar una batería para una aplicación particular es su peso y densidad de potencia. Ambos factores juegan un papel importante a la hora de determinar qué tan adecuada es una batería para tareas específicas, especialmente cuando el espacio y el peso son cruciales, como en vehículos eléctricos o dispositivos portátiles. Exploremos cómo las baterías de iones de litio y de plomo-ácido se comparan en estos aspectos.
Baterías de iones de litio (Li-ion)
Peso: una de las ventajas más destacadas de las baterías de iones de litio es su peso relativamente ligero, especialmente en comparación con su capacidad. Esta ligereza es el resultado de los materiales utilizados y la alta densidad de energía de la química de la batería.
Densidad de potencia: La densidad de potencia se relaciona con la velocidad a la que se puede extraer energía de una batería. Las baterías de iones de litio suelen tener una alta densidad de potencia, lo que les permite entregar grandes cantidades de energía rápidamente. Esta característica es particularmente beneficiosa en aplicaciones que requieren ráfagas repentinas de potencia, como la aceleración de vehículos eléctricos.
Baterías de plomo ácido
Peso: Las baterías de plomo-ácido son notablemente más pesadas que las de iones de litio. La presencia de plomo, un metal denso, contribuye significativamente a este peso. El peso de estas baterías a menudo limita su aplicación a situaciones donde el peso no es una preocupación principal, como sistemas de energía de respaldo estacionarios o vehículos donde se puede controlar el peso de la batería.
Densidad de potencia: si bien las baterías de plomo-ácido pueden entregar una cantidad razonable de energía, su densidad de potencia suele ser menor que la de las baterías de iones de litio. Esto significa que podrían no ser tan eficientes en situaciones que requieran ráfagas rápidas de energía. Sin embargo, suelen ser suficientes para tareas como arrancar el motor de un automóvil o proporcionar energía constante a un sistema de suministro de energía ininterrumpida (UPS).
El peso y la densidad de potencia son factores fundamentales en la selección de baterías. Si bien las baterías de iones de litio destacan en ambas categorías, lo que las hace ideales para dispositivos electrónicos portátiles y vehículos eléctricos, las baterías de plomo-ácido, con su mayor peso y menor densidad de potencia, a menudo se reservan para aplicaciones donde estos factores son menos críticos. La elección entre ellos es una cuestión de comprender los requisitos de la tarea en cuestión y seleccionar la solución de almacenamiento de energía más adecuada.
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