Si estás considerando comprar una batería para tu vehículo o dispositivo electrónico, seguramente te has encontrado con dos opciones muy populares: la batería de plomo-ácido y la batería de iones de litio. Ambas tienen ventajas y desventajas, pero ¿cuáles son las 11 diferencias clave entre ellas? En este artículo, te explicamos todo lo que necesitas saber para tomar la mejor decisión. ¡Sigue leyendo!
Tanto las baterías de plomo-ácido como las de iones de litio son baterías recargables. Según la línea de tiempo, la batería de iones de litio es la sucesora de la batería de plomo-ácido. Por lo tanto, es obvio que las baterías de iones de litio están diseñadas para hacer frente a las limitaciones de las baterías de plomo-ácido.
Aunque las baterías de iones de litio han reemplazado a las baterías de plomo-ácido en algunas aplicaciones, ambos tipos de baterías se utilizan activamente en la actualidad. Hagamos un estudio comparativo de las baterías de plomo-ácido y las baterías de iones de litio en función de sus características.
Batería de plomo-ácido VS de iones de litio: ¿cuál es mejor?
Las baterías de iones de litio son mucho mejores que las baterías de plomo-ácido en términos de peso, tamaño, eficiencia y aplicaciones.
Las baterías de plomo-ácido son más voluminosas en comparación con las baterías de iones de litio. Por lo tanto, son restringido solo a aplicaciones pesadas debido a su peso como automóviles, inversores, etc. Las principales La ventaja de las baterías de iones de litio es que están disponibles en numerosos tamaños y capacidades.. Por lo tanto, se utilizan en una variedad de Aplicaciones como teléfonos móviles, ordenadores portátiles, vehículos eléctricos, energía solar, etc.
Las baterías de iones de litio también tienen una vida útil más larga que las baterías de plomo-ácido. Por lo tanto, al considerar todos los factores, las baterías de iones de litio son mejores que las baterías de plomo-ácido.
Sin embargo, Las baterías de plomo-ácido todavía tienen sus propias ventajas. Son menos costosas que las baterías de iones de litio y se pueden usar para aplicaciones de alta corriente.
Ahora veamos las diferencias entre ellos en detalle.
Química y funcionamiento de la batería
Dado que ambas baterías están construidas con diferentes composiciones químicas, también varían en su funcionamiento interno y en las reacciones químicas que ocurren en su interior. Al ser baterías secundarias, las reacciones químicas que ocurren en ambas baterías son reversibles. Esto hace posible recargarlos.
¿En qué se diferencia la composición de la batería de plomo ácido de la de iones de litio?
Tanto el ánodo como el cátodo de la batería de plomo-ácido son compuestos de plomo y el ácido sulfúrico se usa como electrolito. Mientras que en la batería de iones de litio, el ánodo y el cátodo son compuestos de litio y se utiliza un compuesto orgánico con iones de litio como electrolito.
Estructura de la batería de batería de plomo-ácido VS de iones de litio
La batería de plomo ácido viene en la estructura de batería regular donde los electrodos se sumergen en el electrolito. Pero la batería de iones de litio tiene una disposición ligeramente diferente. La batería está hecha de dos medias celdas y ambas están llenas de electrolitos. Tienen un separador en el medio. La mitad de la celda es el ánodo y la otra es el cátodo.
Cómo Procesos de descarga y carga ¿diferir de?
Durante la descarga en baterías de plomo ácido, el sulfato de plomo se forma por la reacción del plomo y el ácido sulfúrico. Esto libera electrones libres que fluyen a través del circuito. En el caso de las baterías de iones de litio, los iones de litio y los electrones libres se liberan del electrolito, en el que ambos se mueven desde la cámara del ánodo a la cámara del cátodo.
Los iones de litio pueden superar el separador pero los electrones se mueven a través del circuito, dando como resultado una corriente eléctrica. El reverso exacto de estas reacciones ocurre en ambas baterías mientras están conectadas al circuito de carga. Los compuestos vuelven a su forma inicial.
Note: Complete discharge is not appreciated in both the batteries since it causes wear out of the electrodes and reduces battery capacity.
Capacidad de la batería: iones de litio frente a ácido de plomo
La capacidad es una de las características esenciales de cualquier batería. Existen varias definiciones de capacidad. La capacidad de la batería se puede definir como la cantidad total de electricidad generada por la batería debido a reacciones químicas. Se mide en amperios-hora (Amp-hr).
**Imagen de cortesía: Frontera del centro de datos
La capacidad es una de las diferencias importantes entre la batería de plomo-ácido y la de iones de litio.
El litio tiene 29 veces más iones por kg en comparación con el plomo. Por ejemplo, cuando se requieren dos baterías de iones de litio para alimentar un sistema de 5,13 kW, se logra el mismo trabajo con 8 baterías de ácido de plomo. Por lo tanto, las baterías de iones de litio pueden almacenar mucha más energía en comparación con las baterías de plomo ácido. Por lo tanto, las baterías de iones de litio tienen una capacidad muy alta por unidad de volumen en comparación con las baterías de plomo ácido.
¿Cuál tiene mayor densidad de energía?
La densidad de energía denota la cantidad de energía entregada por la batería en relación con su peso. Se mide en vatios-hora por kilogramo (Wh/kg) o vatios-hora por litro (Wh/l). Esta es otra característica favorable de las baterías de iones de litio en comparación con las baterías de plomo-ácido. El la densidad de energía de las baterías de iones de litio se encuentra en el rango de 125-600+ Wh/L mientras que, para las baterías de plomo-ácido, es de 50-90 Wh/L.
Esta variación drástica se debe al hecho de que las baterías de plomo ácido son mucho más pesadas que las baterías de iones de litio, lo que a su vez da como resultado una menor densidad de energía. Las baterías de plomo ácido también necesitan más espacio para encajar. Las baterías de iones de litio ofrecen más capacidad de almacenamiento en menos espacio en comparación con las baterías de plomo ácido.
Durabilidad: iones de litio VS ácido de plomo
El la durabilidad de las baterías secundarias generalmente se indica en términos del número de ciclos de carga y descarga. Cuando la batería se carga por completo y se utiliza hasta su nivel de descarga permitido, se conoce como un ciclo. La durabilidad es otra diferencia importante entre el ácido de plomo y la batería de iones de litio.
Las baterías de iones de litio admiten 10.000 ciclos de carga y una vida útil de 10 años cuando se descargan hasta el 70% de su capacidad inicial. Este es muy alto comparado con el de las baterías de plomo ácido ya que solo ofrecen 350 ciclos y una vida de 1 año cuando se descargan hasta en un 70%.
Velocidad de carga-descarga
El tiempo necesario para que una batería se cargue por completo y la rapidez con la que se agota son otras dos preocupaciones importantes. En el mercado se prefiere mucho una batería con carga rápida pero con un tiempo de descarga más largo.
**Imagen de cortesía: FluxPower
Las baterías de plomo ácido requieren un tiempo de carga prolongado que oscila entre 6 y 15 horas, mientras que las baterías de iones de litio tardan de 1 a 2 horas en cargarse hasta el 80 %. Este rango puede variar ligeramente dependiendo de la potencia de salida. Ambas baterías se descargan rápidamente y son capaces de proporcionar grandes corrientes si es necesario.
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¿Cuál es más seguro? Batería de iones de litio o plomo ácido
Ambas baterías generalmente se consideran seguras si se usan en las condiciones recomendadas. La sobrecarga se considera la práctica más restringida en el caso de las baterías. La sobrecarga aumenta la posibilidad de fuga térmica, que es la principal causa de precaución al manipular las baterías.
Thermal Runaway: Overcharging of batteries increases temperature. This leads to a rapid release of energy that further increases temperature and can even lead to an explosion.
Esta propiedad es aplicable tanto para baterías de plomo ácido como para baterías de iones de litio. Pero dado que las baterías de iones de litio son mucho más densas que las baterías de plomo ácido, su grado de daño es el más alto. Incluso puede provocar explosiones violentas.
La fuga térmica también puede provocar cortocircuitos que causen daños a todos los dispositivos conectados.
Este problema es una preocupación seria para estas baterías. Por lo tanto un tienen montado un sistema inteligente de gestión de baterías, especialmente para baterías de iones de litio. Este sistema monitorea el voltaje, la corriente y la temperatura y detiene el proceso de carga en caso de variaciones severas.
¿Qué tipo de batería se puede desechar O reciclar de forma segura?
La eliminación segura de las baterías de plomo-ácido y de iones de litio es una preocupación grave, ya que ambas baterías contienen compuestos peligrosos y tóxicos. La eliminación inadecuada da como resultado una contaminación severa. El La mejor opción sugerida para las baterías es su reciclaje y reutilización. También es útil para reemplazar los recursos a medida que aumenta la demanda de estas baterías. La fuerte demanda está provocando el agotamiento de los recursos.
Las baterías de plomo ácido ocupan la posición más alta en reutilización ya que el 90% del material de la batería se puede reciclar. La infraestructura de reciclaje de baterías de plomo ácido está bien establecida y funciona activamente. La mayoría de las baterías de plomo ácido que se utilizan en los automóviles son versiones recicladas.
En comparación con las baterías de plomo ácido, el reciclaje y la reutilización de baterías de iones de litio no son populares. Pero dado que el litio es un material altamente venenoso y volátil, la eliminación de las baterías es muy riesgosa y se realiza con mucho cuidado utilizando diferentes métodos. Por lo tanto, el reciclaje y la reutilización son las acciones más recomendadas sobre la eliminación. Los métodos de reciclaje de las baterías de iones de litio existen, pero se están investigando métodos más eficientes. (Leer más)
¿Es la batería de iones de litio más barata que la batería de plomo ácido?
Las baterías de plomo ácido son actualmente las baterías recargables más rentables del mercado. El gran requerimiento de corriente se puede cumplir a bajo costo con estas baterías. Pero en el caso del costo relativo a la potencia y la eficiencia, las baterías de iones de litio se convierten en la mejor opción.
El Costo nivelado de almacenamiento (LCOS) es un parámetro que se utiliza para comparar el costo de diferentes tecnologías de baterías. Se expresa en USD/kWh. Considera todos los gastos relacionados con el almacenamiento de energía durante la vida útil de una batería.
Si se considera directamente el costo, las baterías de iones de litio cuestan más del doble que las baterías de plomo-ácido para un rendimiento similar. Por ejemplo, cuando las baterías de plomo-ácido estaban disponibles por $50, las baterías de iones de litio tenían un precio de casi $150. Pero gradualmente, el costo de las baterías de iones de litio está cayendo cada año.
Cuando se considera en términos de LCOS, las baterías de iones de litio tienen valores más bajos en comparación con las baterías de plomo ácido. Esto se debe a la gran capacidad de almacenamiento de energía y la vida útil de las baterías de iones de litio.
Diferencia de peso: batería de plomo ácido VS de iones de litio
La preocupación por el peso de la batería es muy relevante en algunas aplicaciones específicas. El principal inconveniente de las baterías de plomo ácido es su peso. Es voluminoso y requiere más espacio, mientras que las baterías de iones de litio también están disponibles en tamaño moneda.
**Imagen de cortesía: PowerSonic
El Las baterías de iones de litio son aproximadamente 10 veces más livianas en comparación con sus contrapartes de plomo-ácido. Esta ventaja de las baterías de iones de litio es la razón principal de su utilización en el sector de los vehículos eléctricos. Los EV funcionaban con baterías de plomo-ácido en el período inicial. Ahora se reemplazan casi por completo con iones de litio.
Aplicación de batería de iones de litio y plomo ácido
La elección entre las baterías se realiza de acuerdo con sus diversas características. Pero cuando comparamos las aplicaciones de las baterías de iones de litio y las baterías de plomo-ácido, el uso de baterías de plomo-ácido está restringido solo a aplicaciones pesadas ya que son voluminosas. También requiere más espacio para acomodar.
Las baterías de plomo-ácido se utilizan como fuentes de energía de ignición en automóviles, almacenamiento de energía como sistemas UPS, aplicaciones marinas, etc. Aunque estas baterías son voluminosas, son adecuadas para aplicaciones de alto consumo de corriente, como sistemas de energía a gran escala y a escala de red. , suministro de emergencia en barcos, etc.
**Imagen de cortesía: Puerta de investigación
Las baterías de iones de litio, por otro lado, están disponibles en numerosos tamaños y capacidades. Por lo tanto, se utilizan en una variedad de aplicaciones. El La principal aplicación de las baterías de iones de litio es en teléfonos móviles y computadoras portátiles. Actualmente, la aplicación más popular de las baterías de iones de litio es hacer funcionar vehículos eléctricos y baterías con energía solar. Ahora se utilizan en casi todas las aplicaciones portátiles.
Batería de plomo-ácido vs. de iones de litio: 11 diferencias clave explicadas
1. ¿Cuál es la diferencia entre una batería de plomo-ácido y una batería de iones de litio?
Las baterías de plomo-ácido utilizan una solución de ácido sulfúrico y placas de plomo sumergidas en electrolito como su fuente de energía. Por otro lado, las baterías de iones de litio utilizan iones de litio en lugar de plomo y ácido sulfúrico para almacenar y suministrar energía eléctrica.
2. ¿Cuál es la vida útil de una batería de plomo-ácido y una de iones de litio?
Las baterías de plomo-ácido suelen tener una vida útil de alrededor de 3 a 5 años, mientras que las baterías de iones de litio pueden durar hasta 10 años o más, dependiendo del uso y las condiciones de carga/descarga.
3. ¿Cuál es la densidad de energía de cada tipo de batería?
Las baterías de iones de litio tienen una mayor densidad de energía en comparación con las baterías de plomo-ácido. Esto significa que las baterías de litio pueden almacenar más energía en un espacio más reducido.
4. ¿Cuál es la eficiencia de carga y descarga de cada tipo de batería?
Las baterías de iones de litio tienen una eficiencia de carga y descarga más alta en comparación con las baterías de plomo-ácido. Esto significa que las baterías de litio pueden cargar y descargar energía más rápidamente y con menos pérdida.
5. ¿Son seguras ambos tipos de baterías?
Ambos tipos de baterías son seguros cuando se utilizan correctamente. Sin embargo, las baterías de iones de litio tienen un mayor riesgo de incendio o explosión si se dañan o se usan incorrectamente.
6. ¿Cuál es el costo de cada tipo de batería?
En general, las baterías de iones de litio son más costosas que las baterías de plomo-ácido. Sin embargo, su mayor durabilidad y eficiencia a largo plazo pueden compensar este costo inicial.
7. ¿Cuál es la mejor opción para aplicaciones de vehículos eléctricos?
Para aplicaciones de vehículos eléctricos, las baterías de iones de litio son generalmente consideradas como la mejor opción debido a su mayor densidad de energía, eficiencia y vida útil más prolongada.
8. ¿Cuál es la mejor opción para aplicaciones de sistemas de energía solar?
Para sistemas de energía solar, tanto las baterías de plomo-ácido como las de iones de litio pueden ser adecuadas. Sin embargo, las baterías de iones de litio suelen ser preferidas debido a su mayor eficiencia y capacidad de carga más rápida.
9. ¿Qué tipo de batería es más adecuado para aplicaciones de respaldo de energía?
En aplicaciones de respaldo de energía, las baterías de plomo-ácido suelen ser más adecuadas debido a su costo inicial más bajo y su capacidad de suministrar energía constante durante períodos prolongados.
10. ¿Cuál tipo de batería es más respetuoso con el medio ambiente?
En general, las baterías de iones de litio son consideradas más respetuosas con el medio ambiente debido a su mayor eficiencia energética y capacidad de reciclaje. Sin embargo, ambas tecnologías están sujetas a consideraciones ambientales durante su producción y eliminación.
11. ¿Dónde puedo obtener más información sobre baterías de plomo-ácido y de iones de litio?
Puede encontrar más información sobre baterías de plomo-ácido y de iones de litio en el siguiente enlace: https://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_de_iones_de_litio
