Los dos tipos de baterías más comunes para el almacenamiento de energía son las de plomo-ácido y las de iones de litio. Ambas se han utilizado en diversas aplicaciones gracias a su eficacia. En este blog, compararemos las baterías de plomo-ácido con las de iones de litio considerando diversos factores como el coste, el impacto ambiental, la seguridad y los métodos de carga. Comprender estos puntos le ayudará a seleccionar la batería más adecuada para sus necesidades.
Baterías de plomo-ácido vs. baterías de iones de litio: ¿cuál es mejor?
Las baterías de iones de litio y de plomo-ácido utilizan una tecnología similar de almacenamiento y suministro de energía, son recargables y tienen una larga vida útil. Esta comparación busca contrastar sus características para facilitar la selección de baterías, considerando diversos aspectos a considerar:
1. Materiales constituyentes
La diferencia clave entre las baterías de iones de litio y las de plomo-ácido es la Material utilizado para el cátodo, ánodo y electrolito.
- En una batería de plomo-ácido, el plomo actúa como ánodo y el óxido de plomo como cátodo. Por el contrario, en una batería de iones de litio, el carbono actúa como ánodo y el óxido de litio como cátodo.
- Las baterías de plomo-ácido utilizan ácido sulfúrico como electrolito, mientras que las baterías de iones de litio utilizan sal de litio.
Aquí, los iones viajan desde el ánodo al cátodo a través del electrolito durante la descarga, y el proceso inverso ocurre durante la carga.
2. Peso y tamaño
Las baterías de litio superan a las de plomo-ácido en términos de densidad energética y capacidad. Como resultado, Las baterías de litio son mucho más ligeras Así como más compactas que las baterías de plomo-ácido de capacidad comparable.
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3. Profundidad de descarga (DOD)
La profundidad de descarga de una batería representa el porcentaje de su capacidad total que se puede agotar de forma segura sin dañarla. Las baterías de plomo-ácido tienen una profundidad de descarga del 50 %, mientras que las de litio tienen una profundidad de descarga del 80 %, lo que significa que Las baterías de iones de litio se pueden utilizar durante períodos prolongados antes de necesitar ser recargado.
Gracias a la mayor profundidad de descarga de la tecnología de iones de litio, las baterías de iones de litio poseen una mayor capacidad de eficiencia que las baterías de plomo-ácido, especialmente considerando la mayor densidad energética de las baterías de iones de litio. Además, las baterías modernas fabricadas con iones de litio tienen una DOD del 100 %.
4. Capacidad de la batería
En la comparación entre baterías de plomo-ácido y de iones de litio, veamos cuál tiene mayor capacidad. La capacidad de una batería mide la cantidad de energía que puede retener y liberar posteriormente. A pesar de que las especificaciones de capacidad difieren entre los modelos y fabricantes de baterías, se sabe que las baterías de iones de litio tienen una eficiencia energética mucho mayor que las baterías de plomo-ácido. Debido a su Mayor capacidad de almacenamiento de energía, las baterías de iones de litio pueden almacenar más energía En el mismo volumen que una batería estándar. Esto permite que los dispositivos alimentados por esta batería funcionen durante más tiempo gracias a la mayor cantidad de energía que se libera.
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5. Tiempo de carga
Las baterías de iones de litio se cargan sustancialmente más rápido que las baterías de plomo-ácido. Por ejemplo, si una batería de plomo-ácido requiere ocho horas para cargarse, una batería de iones de litio con la misma capacidad probablemente se cargará en menos de dos horas. La comparación del tiempo de carga de las baterías de iones de litio frente a las de plomo-ácido es significativa, ya que las baterías de iones de litio se recargan ocho veces más rápido que las de plomo-ácido. Una de las razones por las que se eligen las baterías de iones de litio para la mayoría de los vehículos eléctricos es su capacidad de carga rápida.
6. Densidad de energía o energía específica
Al elegir una batería para una aplicación específica, la densidad energética es un factor crucial a considerar. Indica la relación entre la capacidad de la batería y su peso. Las baterías de litio ofrecen una mayor densidad energética que las baterías de plomo-ácido, lo que las convierte en una mejor opción para aplicaciones de vehículos eléctricos.
7. Gastos
Las baterías de plomo-ácido son más económicas y fáciles de instalar que las de iones de litio. Sin embargo, las baterías de iones de litio, que cuestan casi el doble, las superan en longevidad. Por lo tanto, al comparar el costo de las baterías de iones de litio con el de las de plomo-ácido, Las baterías de plomo-ácido pueden parecer rentables inicialmenteTeniendo en cuenta su vida útil, las baterías de iones de litio pueden resultar más económicas a largo plazo, a pesar de sus mayores costes iniciales y de instalación.
8. Ciclo de vida
La vida útil, que generalmente se define como la cantidad de ciclos de carga y descarga que una batería puede soportar sin perder eficiencia significativa, es crucial para determinar su longevidad. Las baterías de iones de litio presentan una vida útil superior, con hasta 5,000 ciclos, y no se ven afectadas por... factores de descargaPor otro lado, las baterías de plomo-ácido duran entre 300 y 500 ciclos y se ven significativamente afectadas por la descarga total. En la comparación entre baterías de plomo-ácido y de iones de litio, La capacidad de las baterías de iones de litio para tolerar más ciclos se traduce en una vida útil operativa más larga., lo que subraya su mayor durabilidad en comparación con las baterías de plomo-ácido.
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9. Durabilidad
La durabilidad de una batería suele medirse por su vida útil. Una batería de plomo-ácido bien mantenida puede durar hasta dos años si se recarga después del 50 % de su consumo. Sin embargo, la expectativa de vida se reduce a aproximadamente un año o 350 ciclos cuando se agota por completo o se usa por encima del 80 %. Las baterías de iones de litio ofrecen una durabilidad de hasta 10,000 ciclos.Sin embargo, a medida que las baterías envejecen, al igual que los paneles solares, se degradan y pierden eficiencia. Entonces, ¿las baterías de litio duran más que las de plomo-ácido? Sí, duran más. duran más que las baterías de plomo-ácidoConsulte el próximo segmento para una mejor comprensión.
10. Seguridad
Las fallas de la batería pueden ocurrir por diversas causas. Las baterías de plomo-ácido contienen... ácido sulfúrico corrosivo y, si se sobrecarga, puede tener fugas, liberando gases de hidrógeno y oxígeno que pueden causar explosiones. Además, Las baterías de iones de litio corren el riesgo de sufrir fugas térmicas, una condición en la que la generación de calor interno supera la disipación de calor, lo que podría provocar una explosión. Por lo tanto, es fundamental usar las baterías de alto voltaje con precaución. La sobrecarga podría provocar explosiones tanto en baterías de plomo-ácido como de iones de litio.
Por lo tanto, esta comparación determina si conviene elegir baterías de plomo-ácido o de iones de litio según su aplicación. Las baterías de iones de litio son adecuadas para vehículos eléctricos y necesidades de suministro de energía a largo plazo, pero las baterías de plomo-ácido son más rentables para aplicaciones de respaldo de energía, como SAI de ordenadores e inversores. Sin embargo, ambos tipos de baterías presentan problemas durante su uso.
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¿Las baterías de litio duran más que las de plomo-ácido?
Las baterías de iones de litio son bien conocidas por su larga vida útil, a menudo sobreviviendo baterías de plomo-ácido por 3 4 a los tiempos Manteniendo su eficiencia a largo plazo. A pesar de su mayor costo inicial, las baterías de iones de litio ofrecen una mejor relación calidad-precio a largo plazo gracias a su mayor vida útil y capacidad útil. De hecho, una sola batería de litio puede durar hasta diez veces más que una de plomo-ácido, lo que se traduce en una mayor rentabilidad y ahorro a largo plazo.
Cuando se descargan hasta el 80%, las baterías de iones de litio tienen una vida útil de aproximadamente 3,500 ciclos. Cuando se descargan al mismo nivel, las baterías de plomo-ácido inundadas y plomo-ácido regulado por válvula Las baterías (VRLA) suelen proporcionar solo entre 300 y 500 ciclos. Esto significa que una Una batería de litio que se recarga una vez al día podría durar más de 14 años, mientras que un estándar La batería de plomo-ácido normalmente no dura más de dos años.Además, cuando las baterías se descargan, el proceso de carga de las baterías de iones de litio frente a las de plomo-ácido difiere enormemente debido a sus distintas composiciones electroquímicas.
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¿Cuál es el costo de las baterías de iones de litio frente a las de plomo-ácido?
Después de saber si las baterías de litio duran más que las de plomo-ácido, comparemos su costo. Al comparar el precio de las baterías de iones de litio y de plomo-ácido, se consideran varios factores, como la capacidad instalada, la capacidad útil, la profundidad de descarga, la eficiencia y las limitaciones de la velocidad de carga/descarga.
Dado que un sistema de iones de litio ocupa solo una sexta parte del volumen de un sistema de plomo-ácido, debido a su densidad energética 3.5 veces mayor, puede descargarse completamente, a diferencia de las baterías AGM, que solo pueden descargarse al 50 %. En la comparación entre baterías de plomo-ácido e iones de litio, veamos el desglose de costos, que es el siguiente:
| factores | AGM DE PLOMO-ÁCIDO (Estera de vidrio absorbente) | IONES DE LITIO |
| Capacidad instalada | 100 kWh | 50 kWh |
| Capacidad utilizable | 50 kWh | 50 kWh |
| Vida útil | 500 ciclos al 50 % de DOD (profundidad de descarga) | 3000 ciclos al 100% DOD |
| Número de instalaciones | 6 (1 + 5 reemplazos) | 1 |
| Gastos de batería | 60 000 € (100 €/kWh x 100 x 6) | 20 000 € (400 €/kWh x 50 x 1) |
| Gastos de instalación | 12 000 € (2000 € por instalación x 6) | 2000 € (instalación única) |
| Gastos de transporte | 6 000 € (1 000 € por transporte x 6) | 1 000 € (instalación única) |
| Gastos totales | 78,000€ | 23,000€ |
| Coste por kWh utilizable por ciclo | 0.42 € / kWh utilizables (78 000 / 3000 / 50) | 0.15 € / kWh utilizables (23 000 / 3000 / 50) |
Nota: :Es fundamental recordar que el costo de las baterías de iones de litio frente a las de plomo-ácido es sujeto a cambios Debido a las interrupciones en la cadena de suministro, la fluctuación en los precios de las materias primas y los avances en la tecnología de baterías, antes de realizar una compra, contacte con el vendedor más cercano para obtener información actualizada.
A pesar del mayor coste inicial, la tecnología de iones de litio es aproximadamente 2.8 veces más asequible por kWh utilizable que las baterías de plomo-ácido debido a sus ventajas inherentes, mayor vida útil y menores costos de transporte. Un aspecto esencial a recordar es que la capacidad utilizable, la eficiencia y otros factores influyen en la costo nivelado de almacenamiento, referido al costo total por kWh que una batería puede entregar durante su vida útil estimada.
Para obtener la misma capacidad útil que con una menor cantidad de baterías de litio, habría que comprar muchas más baterías de plomo-ácido, posiblemente el doble, el triple o incluso el cuádruple. Esto resalta la importancia de considerar el costo total del ciclo de vida y la capacidad útil de las baterías, en lugar de simplemente comparar el precio de compra inicial.
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¿Cuáles son las ventajas y desventajas de las baterías de plomo-ácido frente a las de iones de litio?
A continuación se enumeran las ventajas y desventajas de las baterías de plomo-ácido frente a las de iones de litio:
1. Baterías de iones de litio
El ventajas Las baterías de iones de litio son las siguientes:
- Mayor densidad de energía: Ofrece un nivel superior Densidad de energia que puede almacenar más energía y al mismo tiempo ser más compacto y ligero.
- Una vida más larga: Tiene una vida útil más larga que dura hasta 5 años o más, con un uso y cuidado adecuados.
- Carga más rápida: Se puede cargar mucho más rápido que las baterías de plomo-ácido, en sólo 30 minutos pueden cargarse hasta el 80%.
- Bajo mantenimiento: Requiere extremadamente poco mantenimiento y no necesita reposición de electrolitos ni cargas de ecualización regularmente.
- Ecológico: Son significativamente más respetuosas con el medio ambiente que las baterías de plomo-ácido, ya que no contienen productos químicos tóxicos como plomo o ácido, que son potencialmente dañinos para el ecosistema.
El desventajas Las baterías de iones de litio son las siguientes:
- Alto costo: Debido al alto costo de las materias primas requeridas en el proceso de producción, las baterías de iones de litio tienen un precio más alto que las baterías de plomo-ácido.
- Preocupaciones de seguridad: Estos son vulnerables al descontrol térmico, lo que puede provocar una explosión o un incendio causado por una carga excesiva, sobrecalentamiento o daño físico a la batería.
- Rango de temperatura limitado: Estos tienen un rango de temperatura restringido y funcionan mal en temperaturas extremas, tanto en condiciones de frío como de calor.
Referencia cruzada: Comparación de baterías de plomo-ácido y de iones de litio para almacenamiento estacionario en sistemas de energía fuera de la red
2. Baterías de plomo ácido
El ventajas Las características de las baterías de plomo-ácido son las siguientes:
- Bajo costo: Debido a su bajo precio, las baterías de plomo-ácido son sustancialmente menos costosas que las baterías de iones de litio, que se utilizan ampliamente en muchas aplicaciones.
- Salida de alta potencia: Estas baterías tienen una alta potencia de salida, por lo que resultan ideales para aplicaciones como arrancar un automóvil o alimentar maquinaria pesada.
- Amplio rango de temperatura: Dado que las baterías de plomo-ácido pueden funcionar en un amplio rango de temperaturas, son adecuadas para su uso en condiciones climáticas adversas.
- Tecnología probada: Estas baterías han estado disponibles durante muchos años, lo que las convierte en una tecnología confiable y efectiva utilizada en una amplia gama de aplicaciones.
El desventajas Las características de las baterías de plomo-ácido son las siguientes:
- Pesado y voluminoso: Son más pesadas y voluminosas que las baterías de iones de litio, lo que las hace inadecuadas para usos donde el peso y el tamaño son cruciales.
- Vida útil más corta: Estas tienen una vida útil más corta que las baterías de iones de litio, que normalmente duran entre 2 y 3 años y requieren un mantenimiento regular.
- Mantenimiento: Estos requieren recargas periódicas de electrolitos y cargas de ecualización. De lo contrario, puede producirse un rendimiento deficiente y una vida útil más corta.
- Preocupaciones ambientales: Éstos contienen sustancias químicas tóxicas, como plomo y ácido, que son potencialmente perjudiciales para el medio ambiente si no se eliminan adecuadamente.
En resumen, la mejor opción al comparar baterías de plomo-ácido frente a baterías de iones de litio se puede determinar en función de sus necesidades. Si el coste y la potencia son factores clave, se pueden utilizar baterías de plomo-ácido. Sin embargo, si valora la densidad energética, la durabilidad y la sostenibilidad ambiental, puede optar por baterías de iones de litio. Para más documentos comparativos, siga explorando nuestro sitio web.
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