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

¿Cómo funciona una batería de iones de litio? ¿Qué ventajas ofrece frente a una batería de plomo-ácido? ¿Cuándo resulta rentable el almacenamiento de energía en baterías de iones de litio?A batería de iones de litioUna batería de iones de litio (o simplemente batería de Li-ion) es el término genérico para los acumuladores basados ​​en compuestos de litio en sus tres fases: en el electrodo negativo, en el electrodo positivo y en el electrolito, conformando así la celda electroquímica. Las baterías de iones de litio poseen una alta densidad energética 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 ideal para este fin. Sin embargo, las baterías de iones de litio ofrecen ventajas decisivas, aunque su compra aún implica costos adicionales, que, no obstante, se amortizan 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 difiere el portador de carga: durante la carga, los iones de litio migran del electrodo positivo al negativo y permanecen allí hasta que la batería se descarga. Generalmente se utilizan conductores de grafito de alta calidad como electrodos. Sin embargo, también existen variantes con conductores de hierro o cobalto.Según los conductores utilizados, las baterías de iones de litio tendrán diferentes voltajes. El electrolito debe estar completamente libre de agua, ya que el litio y el agua provocan una reacción violenta. A diferencia de sus predecesoras de plomo-ácido, las modernas baterías de iones de litio prácticamente no presentan efecto memoria ni autodescargas, y conservan su potencia total durante mucho tiempo.Las baterías de iones de litio suelen estar compuestas por manganeso, níquel y cobalto. El cobalto es un elemento escaso, lo que encarece su producción. Además, es perjudicial para el medio ambiente. Por ello, se están realizando numerosas investigaciones para desarrollar materiales catódicos para baterías de iones de litio de alto voltaje que no contengan cobalto.Ventajas de las baterías de iones de litio sobre las baterías de plomo-ácido.◎El uso de las modernas baterías de iones de litio ofrece una serie de ventajas que las baterías de plomo-ácido convencionales no pueden proporcionar.◎Para empezar, tienen una vida útil mucho mayor que las baterías de plomo-ácido. Una batería de iones de litio es capaz de almacenar energía solar durante casi 20 años.◎El número de ciclos de carga y la profundidad de descarga también son muchas veces mayores que en las baterías de plomo.◎Debido a los diferentes materiales utilizados en su fabricación, las baterías de iones de litio son mucho más ligeras y compactas que las de plomo. Por lo tanto, ocupan menos espacio durante la instalación.◎Las baterías de iones de litio también presentan mejores propiedades de almacenamiento en términos de autodescarga.◎Además, no hay que olvidar el aspecto medioambiental: porque las baterías de plomo no son especialmente respetuosas con el medio ambiente en su producción debido al plomo que se utiliza.Datos técnicos clave de las baterías de iones de litioPor otro lado, cabe mencionar que, debido a la larga trayectoria de las baterías de plomo, existen muchos más estudios a largo plazo que para las aún muy recientes baterías de iones de litio, lo que permite calcular su uso y los costos asociados con mayor precisión y fiabilidad. Además, el sistema de seguridad de las baterías de plomo modernas es, en algunos aspectos, incluso superior al de las baterías de iones de litio.En principio, la preocupación por los defectos peligrosos en las celdas de iones de litio no es infundada: por ejemplo, pueden formarse dendritas, es decir, depósitos puntiagudos de litio, en el ánodo. La probabilidad de que estas provoquen cortocircuitos y, por consiguiente, una fuga térmica (una reacción exotérmica con una intensa generación de calor autoacelerada), es especialmente alta en celdas de litio con componentes de baja calidad. En el peor de los casos, la propagación de este fallo a las celdas vecinas puede desencadenar una reacción en cadena y un incendio en la batería.Sin embargo, a medida que más y más clientes utilizan baterías de iones de litio como baterías solares, la experiencia de los fabricantes con mayores volúmenes de producción también conlleva mejoras técnicas en el rendimiento de almacenamiento y una mayor seguridad operativa de las baterías de iones de litio, así como 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 clave:

Capacidad de almacenamiento y costes de las baterías solares de iones de litioEl costo de una batería solar de iones de litio es generalmente más alto que el de una batería de plomo-ácido. Por ejemplo, las baterías de plomo con una capacidad de5 kWhActualmente, el coste medio es 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 baratos y los más caros es significativamente mayor que en el caso de los sistemas de plomo. Por ejemplo, también se pueden encontrar baterías de litio de 5 kWh por tan solo 1200 dólares por kWh.A pesar de que los costes de compra suelen ser más elevados, el coste de un sistema de baterías solares de iones de litio por kilovatio-hora almacenado resulta más favorable si se calcula a lo largo de toda su vida útil, ya que las baterías de iones de litio proporcionan energía durante más tiempo que las baterías de plomo-ácido, que deben sustituirse tras un cierto periodo de tiempo.Por lo tanto, al comprar un sistema de almacenamiento de energía en baterías para uso residencial, no hay que dejarse intimidar por los precios de compra elevados, sino que siempre se debe relacionar la eficiencia económica de una batería de iones de litio con su vida útil total y la cantidad de kilovatios-hora almacenados.Las siguientes fórmulas pueden utilizarse para calcular todos los parámetros clave de un sistema de almacenamiento de baterías de iones de litio para sistemas fotovoltaicos:1) Capacidad nominal * ciclos de carga = Capacidad de almacenamiento teórica.2) Capacidad de almacenamiento teórica * Eficiencia * Profundidad de descarga = Capacidad de almacenamiento útil3) Coste de compra / Capacidad de almacenamiento útil = 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 celdas LiFePo4 de grado A de BYD, Nintec y CATL, combinarlas y dotarlas de un sistema de control de carga (sistema de gestión de baterías) 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.