Batería de iones de litio para

Tipos de baterías de iones de litio

Las baterías son mucho más que las comunes tipo AA o AAA que se utilizan en los mandos a distancia domésticos y los juguetes. Ahora alimentan diversos objetos, desde automóviles hasta herramientas, que normalmente están conectados a la red eléctrica. Muchos fabricantes prefieren el suministro al por mayor de baterías de iones de litio debido a su mayor capacidad en comparación con otras baterías recargables. Tampoco desarrollan lo que se conoce como efecto memoria, que es una autodescarga debido a la carga parcial.

Las baterías de iones de litio vienen en varias formas que se distinguen por su tamaño, aplicación y potencia de salida. Incluyen los siguientes tipos:

• Óxido de cobalto de litio (LCO) - Estas baterías logran un excelente equilibrio entre la densidad de energía y la potencia, lo que las hace adecuadas para dispositivos compactos donde el tamaño y el peso de la batería son factores críticos.
• Fosfato de hierro y litio (LiFePO4 o LFP) - Las baterías LFP sobresalen en estabilidad térmica y seguridad. Son menos propensas a problemas de sobrecalentamiento y son más estables a altas temperaturas.
• Óxido de manganeso de litio (LMO) - La excelente estabilidad térmica y seguridad del LMO lo convierten en una opción más segura para los vehículos eléctricos y los coches híbridos.
• Baterías de níquel, manganeso y cobalto de litio (NMC) - La combinación de alta densidad de energía, larga duración, excelente estabilidad térmica y seguridad de las baterías NMC hace que estas baterías sean adecuadas para diversos usos. Desde vehículos eléctricos hasta coches híbridos y dispositivos portátiles.
• Óxido de níquel, cobalto y aluminio de litio (NCA) - Las baterías NCA se utilizan principalmente en vehículos eléctricos, específicamente en coches híbridos enchufables y sistemas de almacenamiento de energía estacionarios. Tienen una alta capacidad energética y una excelente vida útil, lo que ofrece una opción eficiente para el almacenamiento de energía renovable y las aplicaciones de vehículos eléctricos.
• Baterías de polímero de litio o LiPo - Las baterías LiPo requieren un cuidado y una consideración especiales debido a sus posibles riesgos y limitaciones.
• Polímero de iones de litio (LiPo o Li-Ion) – Estas baterías recargables son las preferidas para las herramientas de mano y las baterías soldadas por puntos.
• Batería de iones de litio 18650 - Estas baterías recargables se utilizan para bicicletas eléctricas y ESCO. Su tamaño práctico permite colocarlas en diversas configuraciones para formar paquetes.
• Paquetes de baterías de iones de litio - Los comerciantes pueden encontrar paquetes de baterías de iones de litio al por mayor que pueden ayudar a reducir el tiempo de montaje. Estos vienen en diversos tamaños para adaptarse a diferentes aplicaciones.
• Baterías de litio sin protección frente a baterías de litio protegidas - Las baterías 18650 sin protección suelen ser simplemente celdas desnudas y necesitan un sistema de gestión de baterías (BMS) integrado en el circuito para garantizar un funcionamiento seguro. El BMS evita la sobrecarga, la descarga profunda, la carga excesiva y la descarga de corriente. También equilibra las celdas en serie. Las baterías de litio sin protección ofrecen más flexibilidad, permitiendo a los diseñadores personalizar los circuitos de protección. Sin embargo, es posible que se necesiten más conocimientos y experiencia para integrar el circuito de forma segura. Por otro lado, las baterías de litio protegidas tienen un circuito de protección integrado que ayuda a evitar que se produzcan condiciones de abuso en primer lugar. Son más seguras y fáciles de usar, pero ofrecen menos flexibilidad en el diseño del circuito. Los clientes que compran estas baterías al por mayor deben ser conscientes de estas diferencias para ayudarles a tomar decisiones de compra informadas.

Función y características de las baterías de iones de litio

Una batería de iones de litio es una solución de almacenamiento de energía popular en muchos sectores debido a su rendimiento fiable y su versatilidad. Aquí tienes algunas funciones y características clave que hacen que las baterías de litio destaquen:

• Múltiples funciones

  Esta batería tiene una función de carga en la que puede aceptar y almacenar energía eléctrica cuando hay un exceso de energía disponible. También tiene una función de descarga que le permite liberar la energía almacenada a la red o a la carga eléctrica cuando sea necesario. Además, la batería de iones de litio tiene una función de regulación de la frecuencia de la red que ayuda a mitigar los impactos de la integración variable de las energías renovables y a mantener la fiabilidad del sistema eléctrico proporcionando servicios auxiliares y flexibilidad en el despacho de la generación.

• Densidad de energía

  Una de las características más notables de las baterías de litio es su alta densidad de energía. Los paquetes de baterías de litio ofrecen más energía por unidad de peso o volumen, lo que es más importante en aplicaciones donde el espacio y el peso son limitados, por ejemplo, en vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos portátiles.

• Rango de temperatura de funcionamiento

  La batería de iones de litio funciona en un amplio rango de temperaturas entre -20\u00b0C y 60\u00b0C. Esto permite que la batería funcione eficazmente en diversas condiciones con un impacto mínimo en el rendimiento y la fiabilidad.

• Baja tasa de autodescarga

  Las baterías de litio tienen una baja tasa de autodescarga, lo que les permite mantener la carga durante un largo período de tiempo incluso cuando no están en uso. Esto hace que las baterías sean ideales para aplicaciones con uso irregular. La baja autodescarga ayuda a reducir el desperdicio de energía y a mejorar la eficiencia de la batería.

• Rango de voltaje y estabilidad

  La batería tiene un rango de voltaje estable y amplio entre 12V y 48V. Mantiene un nivel de voltaje constante durante la descarga y reduce las fluctuaciones de voltaje en los sistemas electrónicos. Esto mejora la fiabilidad y la estabilidad de las aplicaciones sensibles al voltaje.

• Duración del ciclo

  La batería de iones de litio cuenta con una larga duración del ciclo de hasta 5000 ciclos. Esto ofrece un gran número de ciclos de carga y descarga antes de que la capacidad de la batería se reduzca significativamente. La larga duración del ciclo minimiza la frecuencia de sustitución de la batería.

• Sistema de gestión de baterías

  Todos los tipos de baterías de iones de litio tienen un sistema de gestión de baterías. El sistema monitoriza la capacidad de la batería, el estado de carga, la corriente y el voltaje. También equilibra las celdas, evita la sobrecarga o la descarga profunda y controla la temperatura de la batería.

Escenarios de la batería de iones de litio

Los escenarios de uso de las baterías de iones de litio son diversos y en constante expansión. Su versatilidad les permite alimentar aplicaciones que van desde dispositivos médicos y bicicletas eléctricas hasta electrónica de consumo y sistemas de energía renovable.

• Instalaciones de energía renovable: Las baterías de iones de litio pueden almacenar la energía generada a partir de la energía eólica y solar a través de instalaciones de energía renovable. Estos sistemas de energía almacenada pueden entonces alimentar hogares o empresas, completar las reservas de baterías o suministrar electricidad durante la demanda máxima.
• Vehículos eléctricos: Las baterías de iones de litio para vehículos eléctricos utilizan la química de las baterías de iones de litio debido a su alta densidad de energía y su gran capacidad de batería. Pueden alimentar diferentes tipos de vehículos eléctricos, como autobuses, coches, camiones y motocicletas.
• Herramientas eléctricas: Las baterías de iones de litio para herramientas eléctricas son populares porque se cargan más rápido, pesan menos y mantienen mejor la carga. Pueden alimentar diversas herramientas eléctricas inalámbricas, como destornilladores, taladros y sierras, entre otros.
• Bicicletas eléctricas: Las baterías de iones de litio para bicicletas eléctricas ofrecen a los usuarios niveles de capacidad de batería más altos para trayectos y recorridos en bicicleta más largos. Vienen en diferentes formas y tamaños para adaptarse a diversos modelos de bicicletas.
• Electrónica de consumo: Las baterías de iones de litio para electrónica de consumo están por todas partes, desde consolas de juegos y reproductores multimedia portátiles hasta dispositivos de teléfonos inteligentes y ordenadores portátiles. Ofrecen una alta densidad de energía, por lo que pueden suministrar la potencia necesaria para que estos dispositivos funcionen de forma eficiente.
• Equipos médicos: Los hospitales confían en las baterías de iones de litio para alimentar equipos médicos críticos como ventiladores, bombas de infusión y máquinas portátiles de ultrasonidos y electrocardiogramas, entre otros. Estas baterías ayudan a garantizar que los profesionales sanitarios tengan acceso sin problemas a herramientas vitales incluso en situaciones de emergencia o fallos de alimentación.
• Fuentes de alimentación ininterrumpida (SAI): Los sistemas SAI utilizan baterías de iones de litio para mantener la alimentación de reserva durante los cortes de energía. Estos sistemas protegen los centros de datos y las infraestructuras críticas de posibles pérdidas y paradas durante los cortes de energía.
• Patinetes eléctricos: Las baterías de iones de litio para patinetes eléctricos proporcionan una sólida reserva de batería para trayectos y tiempos de viaje más largos con una sola carga. Son de bajo mantenimiento y tienen una baja tasa de descarga, lo que los convierte en una opción popular entre los consumidores.

Cómo elegir baterías de iones de litio

Una batería de iones de litio se carga para cinco industrias populares: automoción, electrónica de consumo, almacenamiento de energía, industrial y médica. Los compradores de empresas pueden buscar baterías con buena duración del ciclo, alta densidad de energía, carga rápida y funciones de seguridad avanzadas.

• Automoción

  Las baterías de iones de litio ofrecen capacidades de carga rápida que reducen las paradas de carga en los vehículos eléctricos e híbridos. Los autobuses, camiones y furgonetas que funcionan con baterías de iones de litio pueden cargarse rápidamente durante las paradas o las paradas de repostaje. Un posible comprador de estas baterías para aplicaciones automovilísticas debe buscar baterías que cumplan con los estándares de la industria, como los estándares del Automotive Industry Action Group (AIAG).

• Electrónica de consumo

  Los teléfonos inteligentes, las tabletas, los ordenadores portátiles y otros dispositivos utilizan baterías de iones de litio. Muchos fabricantes de baterías diseñan sus baterías para que sean ligeras, compactas y tengan una alta densidad de energía para los dispositivos electrónicos de consumo. Las baterías que cumplen la norma IEC 62133 serán seguras para su uso en equipos portátiles. Las consolas de juegos portátiles, los juguetes eléctricos y los mandos a distancia también necesitan baterías de iones de litio de pequeño tamaño.

• Almacenamiento de energía

  Las industrias y empresas que funcionan con energía solar o eólica pueden necesitar baterías de iones de litio para el almacenamiento de energía. Estas baterías almacenan el exceso de energía para la reserva o el apoyo a la red. Los constructores y contratistas que busquen baterías de almacenamiento de energía con una alta capacidad deben considerar las que cumplan con la norma de seguridad UL 9540. Además, los compradores pueden obtener baterías con funciones inteligentes de carga y descarga para una mejor gestión de la energía.

Las operaciones industriales y los sistemas comerciales suelen depender de las fuentes de alimentación ininterrumpida (SAI) para las infraestructuras críticas. Las baterías de iones de litio son ideales para los sistemas SAI porque tienen una alta densidad de potencia, una excelente eficiencia y pueden proporcionar una alimentación de reserva fiable en situaciones de emergencia.

• Industrial

  Las baterías de iones de litio son adecuadas para equipos industriales como carretillas elevadoras, plataformas de trabajo aéreas y herramientas eléctricas portátiles. Estas baterías están diseñadas para ofrecer altas tasas de descarga, extrema durabilidad y resistencia a los golpes y las vibraciones. Los compradores de baterías de iones de litio para aplicaciones industriales deben buscar baterías con diseños robustos y conformidad con las normas OSHA pertinentes.

• Médica

  Los monitores de salud portátiles, las sillas de ruedas y los equipos de diálisis ahora dependen de las baterías de iones de litio. Estas baterías deben cumplir con la norma de seguridad médica IEC 60601. Las baterías de iones de litio para aplicaciones médicas deben tener bajas tasas de autodescarga, circuitos de protección fiables y una buena disipación del calor.

Batería de iones de litio para preguntas y respuestas

P1 ¿Necesita una batería de iones de litio de 12V un compartimento de baterías ventilado?

A1 Las baterías de litio no requieren ventilación porque no emiten gases como las baterías de plomo-ácido. Sin embargo, proporcionar algo de flujo de aire a los paquetes de baterías de iones de litio puede ayudar a la disipación del calor.

P2 ¿Se permiten las baterías de litio de 12V en la cabina de pasajeros?

A2 Según las normas de la IATA, los viajeros pueden llevar baterías de iones de litio en la cabina de pasajeros, pero existen restricciones en la capacidad de la batería. En general, se permiten las baterías con una capacidad máxima en vatios-hora (Wh) de 300, y las baterías con 160 kgs están prohibidas.

P3 ¿Con qué frecuencia deben cargarse las baterías de litio durante el almacenamiento?

A3 Un cargador de batería de litio de 12V de almacenamiento debe mantenerse en un nivel óptimo de estado de carga (SOC) del 30% al 50%. Para alcanzar este nivel, las baterías deben cargarse o descargarse en este rango una vez cada seis meses.

P4 ¿Qué tipo de cargador necesita una batería de iones de litio?

A4 Las baterías de litio requieren un cargador de batería de litio específico que pueda adaptarse a la temperatura y los niveles de voltaje actuales de la batería.