Batería Lifepo4 VS plomo ácido: elija la mejor para sus necesidades
¿Se siente abrumado por las diferentes baterías disponibles en el mercado y no está seguro de cuál es la adecuada para usted? Estamos aquí para ayudar. Comparemos dos de las opciones de batería más populares: batería LiFePO4 frente a batería de plomo ácido.
Esta publicación de blog destacará las diferencias clave, las ventajas y las desventajas entre estos dos tipos de baterías para que pueda tomar una decisión informada sobre qué opción se adapta mejor a sus necesidades.
Por fin, ya sea que su objetivo sea la máxima potencia para un vehículo eléctrico de alto rendimiento o una mayor confiabilidad y seguridad para almacenar energía solar en sistemas fuera de la red, le daremos una idea de por qué cada tipo podría ser más adecuado para cumplir con esos requisitos.
¿Qué es la batería Lifepo4?
El batería lifepo4 es un tipo de batería de iones de litio y pertenece a la categoría de baterías recargables. Está fabricado con fosfato como material de cátodo, lo que hace que lifepo4 sea extremadamente seguro e increíblemente estable.
Con el avance de tecnología lifepo4, batería lifepo4 Se están volviendo cada vez más populares debido a su mayor densidad de energía, mayor nivel de seguridad y ciclo de vida más largo que las baterías tradicionales de iones de litio.
Como el funcionamiento de los electrodos, una mayor temperatura de funcionamiento y un factor de forma más delgado aportan características ideales, así como una mejor estabilidad del voltaje a baja temperatura, una mejor capacidad de aplicación de energía, una menor tasa de autodescarga y menos preocupaciones ambientales. El batería lifepo4 Se espera que continúe brindando un rendimiento confiable para diversas aplicaciones en los próximos años.
¿Qué es la batería de plomo-ácido?
Una batería de plomo-ácido es una batería cuyos electrodos están hechos principalmente de plomo y sus óxidos, y el electrolito es una solución de ácido sulfúrico.
Su principio de funcionamiento es que el ánodo (PbO2) y el cátodo (Pb) de la batería de plomo están sumergidos en el electrolito (ácido sulfúrico diluido), se genera una potencia de 2V entre los dos polos.
El cambio químico en la descarga es que el ácido sulfúrico diluido reaccionará con las sustancias activas en las placas de cátodo y ánodo para generar un nuevo compuesto "sulfato de plomo". El componente de ácido sulfúrico se libera del electrolito a través de la descarga, y cuanto más larga sea la descarga, menor será la concentración de ácido sulfúrico.
La Plante francesa inventó las baterías de plomo-ácido en 1859 y ha experimentado casi 150 años de desarrollo. Con el desarrollo de la tecnología, las baterías de plomo-ácido se han expandido gradualmente a varios tipos de baterías de ciclo profundo en la aplicación.
Ácido de plomo inundado
El ácido sulfúrico en el electrolito de la batería de plomo-ácido participa directamente en el proceso de reacción de carga y descarga de la batería. En la batería de plomo-ácido tradicional, el espacio restante en el tanque de la batería después de quitar la placa, el separador y otras partes sólidas del ensamblaje se llena completamente con electrolito de ácido sulfúrico, y el electrolito sobra.
Estado excesivo, por lo que se denomina batería "inundada", la placa de la batería está completamente sumergida en el electrolito de ácido sulfúrico.
Hay una cubierta en la parte superior de la batería inundada que puede ventilar y evitar que salpique líquido (pero no puede evitar por completo la fuga de líquido). Durante el uso, debido a la pérdida de agua por evaporación y descomposición, es necesario abrir la tapa regularmente para agregar agua destilada y ajustar la electrólisis. Densidad del líquido, por lo que habitualmente se denomina batería de "tipo abierto".
Aventaja:
- Barato.
Ácido de plomo sellado - Batería AGM
El batería AGM utiliza una solución acuosa de ácido sulfúrico puro como electrolito y su densidad es de 1,29-1,3 lg/cm3. La mayor parte existe en la membrana de fibra de vidrio, mientras que una parte del electrolito se absorbe dentro de la placa.
Para proporcionar un canal para el oxígeno precipitado del electrodo positivo al electrodo negativo, es necesario mantener 10% de los poros del diafragma no ocupados por el electrolito, es decir, el diseño de líquido pobre.
ventajas:
- El La capacidad de carga del ciclo es 3 veces mayor que la de las baterías de plomo-calcio y tiene una vida útil más larga..
- Mayor estabilidad de capacitancia a lo largo del ciclo de vida.
- El rendimiento a baja temperatura es más confiable.
- Reduce el riesgo de accidentes y reduce el riesgo de contaminación ambiental (porque el ácido está sellado 100%)
- El mantenimiento es muy sencillo, reduciendo la descarga profunda.
Batería sellada de plomo-ácido - GEL
Sellado coloidal Batería de plomo-ácido (también conocida como batería tipo GEL), su electrolito está hecho de sol de sílice y ácido sulfúrico, la concentración de la solución de ácido sulfúrico es menor que la de la batería tipo AGM, normalmente 1,26 ~ 1,28 g/cm3. La cantidad de electrolito es 20% más que la de las baterías AGM, lo que equivale a la de las baterías inundadas.
Este electrolito existe en estado coloidal y se llena en el separador y entre los electrodos positivo y negativo. El electrolito de ácido sulfúrico está rodeado de gel y no saldrá de la batería.
ventajas:
- La batería de GEL no tiene electrolito libre después del gel de electrolito, y la probabilidad de fuga de ácido es mucho menor que la de la batería anterior.
- Su volumen de perfusión es 10-15% más que el del ácido sulfúrico diluido y la pérdida de agua es menor, por lo que la batería coloidal no fallará debido a la pérdida de agua.
- La inyección de coloide aumenta la fuerza del separador, protege la placa y suple el defecto de encogimiento del separador cuando se encuentra con ácido, por lo que la presión de montaje no disminuye significativamente, que es una de las razones para extender la batería. vida.
- Coloide El espacio entre el separador y la placa polar se llena, la resistencia interna de la batería se reduce y la aceptación de la carga se puede mejorar en consecuencia. Por lo tanto, la sobredescarga, la capacidad de recuperación y el rendimiento de carga y descarga a baja temperatura de las baterías de gel son superiores a las de las baterías AGM.
- La consistencia de las baterías de gel es mucho mejor que la de las baterías AGM similares.
Batería Lifepo4 VS batería de plomo-ácido
Como la primera batería de iones de litio en 1997, ahora se afirma que la batería lifepo4 reemplazar la batería de plomo-ácido con una historia de 150 años de desarrollo tecnológico. ¿Realmente hace honor a su nombre? Analizaremos sus ventajas y desventajas desde las siguientes dimensiones.
Esperanza de vida
La vida de una batería está relacionada principalmente con el número de ciclos que puede cargar y descargar.
El ciclo de vida de la batería lifepo4 es generalmente 5000 veces, mientras que el ciclo de vida de la batería de plomo-ácido suele ser de 300-800 veces, que es 1/10 de la batería de fosfato de hierro y litio. Basado en un ciclo por día, lifepo4 puede durar hasta 13 años, mientras que las baterías de plomo-ácido solo pueden durar 2-3 años.
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Peso
Las baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) son significativamente más ligeras que las baterías de plomo-ácido. Típicamente vidapo4 Las baterías pesan solo 1/3 de las baterías de plomo-ácido, lo que las hace adecuadas para aplicaciones como dispositivos móviles y otros dispositivos electrónicos pequeños que requieren un peso ligero, como energía portátil. Si bien las baterías de plomo-ácido suelen ser adecuadas para carritos de golf, embarcaciones y otras aplicaciones grandes (batería de casa rodante).
Pero con el desarrollo de la tecnología de fosfato de hierro y litio, la ventaja del peso hace que reemplace las baterías de plomo-ácido utilizadas en más áreas, puede reducir el peso, ahorrar espacio y brindar más comodidad sin sacrificar el rendimiento.
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Densidad de energia
Las baterías de fosfato de hierro y litio tienen una densidad de energía de masa de 160-180 Wh/kg y una densidad de energía a granel de 350 Wh/L, mientras que las baterías de plomo-ácido tienen una densidad de energía de masa de 50-70 Wh/kg.
Debido a esto, el volumen de las baterías de plomo-ácido es tres veces mayor que el de las baterías de fosfato de hierro y litio con la misma capacidad. Es esta disparidad incomparable entre ellos lo que ha visto El fosfato de hierro y litio se convierte en la opción favorita entre los sistemas de baterías de energía en todo el mundo.
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Profundidad de descarga
Ambos LiFePO4 y baterías de plomo-ácido tienen su propia profundidad de descarga específica. Las baterías Lifepo4 son famosas por su alta profundidad de descarga de aproximadamente 90%, lo que significa que casi toda la energía se libera durante la descarga y no es fácil de usar. descarga excesiva. Las baterías de plomo, por el contrario, tienen una profundidad de descarga significativamente menor, hasta 70%.
Pero cuanto más profunda es la profundidad de descarga de la batería, menos ciclos se utilizarán, por lo que la profundidad de descarga de las baterías de plomo-ácido Se controla entre 30% y 50% de los mejores, y realmente no puede llegar a más de 70%. Y profundidad de descarga de la batería lifepo4 El control en 80% es el mejor.
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Temperatura de trabajo
Temperatura de trabajo común de lifepo4 de -20-60 grados centígrados, pero generalmente por debajo de 0 ℃ después de que el rendimiento de la batería de litio disminuya, la capacidad de descarga se reducirá significativamente, por lo que la temperatura de funcionamiento de la batería de litio es de 0 ~ 40 ℃.
Por lo general, se requiere que la temperatura de trabajo de la batería de plomo-ácido esté entre -25 ℃ y 40 ℃, pero cuando la temperatura de plomo-ácido es demasiado alta (superior a 40 ℃), reducirá en gran medida la vida útil debido a la pérdida de negativo. capacidad de sulfuro del electrodo.
Por lo tanto, las baterías de plomo-ácido son más resistentes a las bajas temperaturas que vidapo4 Las baterías y las baterías lifepo4 son más resistentes a altas temperaturas que las baterías de plomo-ácido.
Independientemente de la batería, las temperaturas fuera de sus parámetros pueden afectar negativamente la capacidad y la expectativa de vida, por lo que se deben tomar las precauciones necesarias para garantizar el mejor rendimiento de estas fuentes de energía.
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Seguridad
La seguridad es un tema importante cuando se trata de LiFePO4 y baterías de plomo-ácido. Si bien las baterías lifepo4 tienen muchas ventajas sobre las baterías de plomo-ácido, también es importante considerar los riesgos de seguridad de ambas.
Las baterías de plomo-ácido son propensas a sobrecalentarse y explotar si no se controlan durante la carga o descarga, por lo que el mantenimiento adecuado es fundamental para este tipo de baterías. baterías lifepo4Por otro lado, generalmente son muy confiables y seguros debido a su química de iones de litio sólidos, pero en casos extremos aún pueden dañarse debido a procedimientos de carga incorrectos.
Por lo tanto, mientras Las baterías lifepo4 no son seguras para 100%, las baterías lifepo4 ofrecen una mejor estabilidad a largo plazo que las baterías de plomo-ácido en tecnología en general.
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Mantenimiento
Las baterías de plomo-ácido son más difíciles de mantener que las baterías lifepo4. Esto se debe a que requieren monitoreo y mantenimiento manuales frecuentes para garantizar un rendimiento óptimo, incluida la verificación periódica de los niveles de electrolitos, la medición de la gravedad específica y la prueba de las concentraciones de ácido sulfúrico y, si es necesario, la reposición de agua destilada, lo que puede provocar incidentes de seguridad.
Por el contrario, las baterías lifepo4 suelen venir con sus propias BMS, que puede monitorear inteligentemente el rendimiento y el estado de la batería, y solo necesita ser almacenado en un ambiente fresco, seco y ventilado, con ciclos de carga y descarga una vez cada 3-6 meses, no más mantener.
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Amabilidad con el medio ambiente
Plomo-ácido tradicional Las baterías producen mucha contaminación y plomo. vapor durante el uso. Según las estadísticas, un lote de baterías usadas para vehículos eléctricos puede contaminar decenas de miles de toneladas de agua. El plomo no se excreta fácilmente del cuerpo y también puede provocar enfermedades metabólicas, reproductivas y neurológicas. Una vez que el nivel de plomo en el cuerpo excede el estándar, provocará una disminución de la inteligencia, malformaciones fetales, inducirá fácilmente tumores malignos e incluso provocará la muerte de niños.
Y batería lifepo4 Tiene ventajas naturales en la protección del medio ambiente. Sus materiales constituyentes no contienen cadmio, plomo, mercurio ni otros metales pesados nocivos. Incluso en el proceso de producción y uso no se producen contaminantes tóxicos y nocivos, de acuerdo con las regulaciones europeas ROH, es una batería ecológica.
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Costo
Plomo-ácido Las baterías suelen ser mucho menos costosas que las de litio. Baterías de fosfato de hierro (LiFePO4), lo que las hace ideales para compradores con poco presupuesto.
A pesar de la diferencia de costos, las baterías de fosfato de hierro y litio suelen ofrecer más capacidad energética que las baterías de plomo-ácido. Por ejemplo, una capacidad de 5kWh batería lifepo4 con una profundidad de descarga de 90%, o una capacidad real de 4,5 kWh, requiere dos baterías de plomo-ácido con una profundidad de descarga de 50% y una capacidad nominal de 5 kWh. Por lo tanto, las baterías de plomo-ácido requieren reemplazo y mantenimiento frecuentes.
Dado que ambos tipos de batería tienen aspectos positivos y negativos según el uso, es importante considerar el costo más la capacidad de energía y otros factores antes de tomar una decisión de compra.
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Menos requisitos de energía: Batería Lifepo4 < Batería de plomo-ácido
Demanda de alta potencia: Batería Lifepo4 > Batería de plomo-ácido
¿Cómo elegir entre baterías Lifepo4 y baterías de plomo-ácido?
A pesar de vidapo4 La batería es superior a la batería de plomo-ácido en la mayoría de los casos, depende de nuestras necesidades reales qué batería se elija.
(1) Vivienda fuera de la red a tiempo completo
Cuando se considera vidapo4 Batería versus batería de plomo-ácido para viviendas fuera de la red a tiempo completo, el reciclaje de baterías como una necesidad diaria, debemos considerar más la duración y la eficiencia de la batería.
A pesar de baterías lifepo4 Requieren una mayor inversión inicial, tienen una vida útil mucho más larga que las baterías de plomo-ácido.
Por otro lado, las baterías de plomo-ácido pueden costar menos por adelantado, pero deben reemplazarse con más frecuencia, y el reemplazo continuo requiere inspección y mantenimiento regulares para garantizar un funcionamiento seguro.
Por último, baterías lifepo4 ofrecen un buen retorno de la inversión a largo plazo, ya que su mayor eficiencia y longevidad finalmente le permitirán ahorrar dinero.
(2) Casa de vacaciones
Si desea alimentar una cabaña de vacaciones u otro espacio con una necesidad limitada de electricidad, las baterías de plomo-ácido ofrecen una solución ideal.
Este tipo de baterías son mucho menos costosas que vidapo4 baterías, pero aún así pueden marcar una gran diferencia en términos de capacidad energética, lo que las hace ideales para alimentar cabañas de vacaciones que no requieren demasiada electricidad.
baterías lifepo4 siguen siendo adecuadas para algunas aplicaciones; sin embargo, cuando el precio y la capacidad entran en juego, las baterías de plomo-ácido deben ser su primera consideración.
(3) Sistema de respaldo de batería
Hacer copias de seguridad con baterías es una práctica bien establecida para aplicaciones críticas. Para lifepo4 y baterías de plomo-ácido, la confiabilidad y el ciclo de vida son dos consideraciones principales cuando se trata del rendimiento de las aplicaciones de respaldo.
Por un lado, baterías lifepo4 tienden a durar más y cargarse más rápido que las alternativas de plomo-ácido, lo que las convierte en una opción atractiva como respaldo.
Por otro lado, baterías de plomo ácido tienen un menor costo por ciclo de uso, lo que los convierte en una excelente opción para operaciones de bajo presupuesto.
Por último, lifepo4 y baterías de plomo-ácido pueden funcionar bien como opciones de respaldo dependiendo del entorno operativo de la aplicación crítica en cuestión.
(4) aplicación de batería de energía
En términos de aplicaciones de baterías de energía, tanto el vidapo4 La batería y la batería de plomo-ácido presentan opciones viables. Sopesando las ventajas y desventajas de cada uno, baterías lifepo4 tienden a ser más adecuados debido a su bajo peso, mayor vida útil y mayores capacidades de carga en comparación con sus homólogos de plomo-ácido.
Además, baterías lifepo4 están menos sujetos a fugas térmicas y tienen una tasa de infección más baja. Por el contrario, las baterías de plomo-ácido siguen siendo viables debido a sus menores costos y su idoneidad para aplicaciones de corriente de alta descarga. En general, Las baterías lifepo4 salen a la cabeza con respecto a aplicaciones de baterías de energía.
Conclusión
En resumen, sabemos que batería de fosfato de hierro y litio La vida, el peso, la densidad de energía, la profundidad de descarga, la seguridad, la protección del medio ambiente y las dificultades de mantenimiento son significativamente mejores que las baterías de plomo-ácido.
Si el presupuesto es limitado, entonces batería lifepo4 Es una inversión inicial más alta, pero el costo seguirá disminuyendo con el aumento de la vida útil.
Si tiene suficiente presupuesto, concéntrese en la temperatura del entorno de uso. Si la temperatura suele ser baja, elija un producto especial para baja temperatura. vidapo4 Batería o batería de plomo-ácido para garantizar un mejor rendimiento de la batería. Si la temperatura es cómoda o alta durante todo el año, entonces Las baterías lifepo4 deben ser su mejor opción.
Por último, ¿cuáles son vuestras experiencias con este tipo de baterías? ¡Por favor háznoslo saber en los comentarios más abajo!
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