Tecnología, ventajas y costos de las baterías de iones de litio

¿Cómo funciona una batería de iones de litio? ¿Qué ventajas tiene sobre una batería de plomo-ácido? ¿Cuándo resulta rentable el almacenamiento en una batería de iones de litio?A batería de iones de litio(abreviatura: batería de iones de litio o batería de iones de litio) es el término genérico para los acumuladores basados ​​en compuestos de litio en las tres fases: en el electrodo negativo, en el electrodo positivo y en el electrolito, la celda electroquímica. Las baterías de iones de litio tienen una energía específica elevada en comparación con otros tipos de baterías, pero requieren circuitos de protección electrónica en la mayoría de las aplicaciones, ya que reaccionan negativamente tanto a la descarga profunda como a la sobrecarga.Las baterías solares de iones de litio se cargan con la electricidad del sistema fotovoltaico y se descargan según sea necesario. Durante mucho tiempo, las baterías de plomo se consideraron la solución solar ideal para este fin. Sin embargo, las baterías de iones de litio ofrecen ventajas decisivas, aunque su adquisición conlleva costes adicionales, que se recuperan mediante un uso adecuado.Estructura técnica y comportamiento de almacenamiento de energía de las baterías de iones de litioLas baterías de iones de litio no difieren fundamentalmente de las baterías de plomo-ácido en su estructura general. Solo el portador de carga es diferente: cuando la batería se carga, los iones de litio migran del electrodo positivo al negativo y permanecen allí hasta que se descarga. Se suelen utilizar conductores de grafito de alta calidad como electrodos. Sin embargo, también existen variantes con conductores de hierro o de cobalto.Dependiendo de los conductores utilizados, las baterías de iones de litio tendrán diferentes voltajes. El electrolito en una batería de iones de litio debe ser libre de agua, ya que el litio y el agua provocan una reacción violenta. A diferencia de sus predecesoras de plomo-ácido, las baterías modernas de iones de litio prácticamente no presentan efecto memoria ni autodescarga, y conservan toda su potencia durante mucho tiempo.Las baterías de almacenamiento de energía de iones de litio suelen estar compuestas por los elementos químicos manganeso, níquel y cobalto. El cobalto (término químico: cobalto) es un elemento escaso, lo que encarece la producción de baterías de almacenamiento de litio. Además, el cobalto es perjudicial para el medio ambiente. Por ello, se están realizando numerosas investigaciones para producir el material del cátodo para baterías de iones de litio de alto voltaje sin cobalto.Ventajas de las baterías de iones de litio frente a las baterías de plomo-ácido◎El uso de modernas baterías de iones de litio conlleva una serie de ventajas que las simples baterías de plomo-ácido no pueden ofrecer.◎Por un lado, tienen una vida útil mucho más larga que las baterías de plomo-ácido. Una batería de iones de litio puede almacenar energía solar durante casi 20 años.◎El número de ciclos de carga y la profundidad de descarga también son mucho mayores que con las baterías de plomo.◎Gracias a los diferentes materiales utilizados en su producción, las baterías de iones de litio son mucho más ligeras y compactas que las de plomo. Por lo tanto, ocupan menos espacio durante su instalación.◎Las baterías de iones de litio también tienen mejores propiedades de almacenamiento en términos de autodescarga.◎Además, no hay que olvidar el aspecto medioambiental: las baterías de plomo no son especialmente respetuosas con el medio ambiente en su producción debido al plomo utilizado.Cifras técnicas clave de las baterías de iones de litioPor otro lado, cabe mencionar que, debido al largo periodo de uso de las baterías de plomo, existen estudios a largo plazo mucho más significativos que para las aún muy nuevas baterías de iones de litio, lo que permite calcular su uso y los costes asociados de forma más precisa y fiable. Además, el sistema de seguridad de las baterías de plomo modernas es, en parte, incluso mejor que el de las baterías de iones de litio.En principio, la preocupación por defectos peligrosos en las celdas de iones de litio no es infundada: por ejemplo, pueden formarse dendritas (depósitos puntiagudos de litio) en el ánodo. La probabilidad de que estas provoquen cortocircuitos y, por lo tanto, una fuga térmica (una reacción exotérmica con una fuerte generación de calor autoacelerada) es especialmente alta en celdas de litio que contienen componentes de baja calidad. En el peor de los casos, la propagación de este fallo a celdas vecinas puede provocar una reacción en cadena y un incendio en la batería.Sin embargo, a medida que cada vez más clientes utilizan baterías de iones de litio como baterías solares, el aprendizaje de los fabricantes con mayores volúmenes de producción también se traduce en mejoras técnicas adicionales en el rendimiento de almacenamiento, una mayor seguridad operativa de las baterías de iones de litio y una mayor reducción de costes. El estado actual del desarrollo técnico de las baterías de iones de litio se puede resumir en las siguientes cifras técnicas clave:

Capacidad de almacenamiento y costos de las baterías solares de iones de litioEl costo de una batería solar de iones de litio suele ser mayor que el de una batería de plomo-ácido. Por ejemplo, las baterías de plomo con una capacidad de5 kWhActualmente cuesta un promedio de 800 dólares por kilovatio hora de capacidad nominal.Por otro lado, los sistemas de litio comparables cuestan 1700 dólares por kilovatio hora. Sin embargo, la diferencia entre los sistemas más económicos y los más caros es significativamente mayor que la de los sistemas de plomo. Por ejemplo, las baterías de litio de 5 kWh también están disponibles por tan solo 1200 dólares por kWh.Sin embargo, a pesar de los costes de adquisición generalmente más elevados, el coste de un sistema de batería solar de iones de litio por kilovatio hora almacenado es más favorable calculado a lo largo de toda su vida útil, ya que las baterías de iones de litio suministran energía durante más tiempo que las baterías de plomo-ácido, que tienen que sustituirse después de un cierto periodo de tiempo.Por lo tanto, al comprar un sistema de almacenamiento de baterías residencial, uno no debe asustarse por los costos de compra más altos, sino que siempre debe relacionar la eficiencia económica de una batería de iones de litio con toda la vida útil y el número de kilovatios hora almacenados.Las siguientes fórmulas se pueden utilizar para calcular todas las cifras clave de un sistema de almacenamiento de baterías de iones de litio para sistemas fotovoltaicos:1) Capacidad nominal * ciclos de carga = Capacidad teórica de almacenamiento.2) Capacidad teórica de almacenamiento * Eficiencia * Profundidad de descarga = Capacidad de almacenamiento utilizable3) Coste de compra / Capacidad de almacenamiento utilizable = Coste por kWh almacenado

BSLBATT: Fabricante de baterías solares de iones de litioActualmente existen muchos fabricantes y proveedores de baterías de iones de litio.Baterías solares de iones de litio BSLBATTutilizar células LiFePo4 de grado A de BYD, Nintec y CATL, combinarlas y proporcionarles un sistema de control de carga (sistema de gestión de batería) adaptado al almacenamiento de energía fotovoltaica para garantizar el funcionamiento correcto y sin problemas de cada celda de almacenamiento individual, así como de todo el sistema.