Actualización a Batería de Litio LiFePO4

Las baterías de litio LiFePO4 son cada vez más populares en el mercado del ocio y muchas personas buscan actualizarse a esta tecnología más eficiente. Desafortunadamente, simplemente actualizar la batería puede no ser suficiente y es posible que debas realizar cambios fundamentales en tu configuración de 12V.

En esta guía, te guiaremos a través de los conceptos básicos de las baterías de litio y veremos lo que necesitarás para asegurarte de que tu configuración sea adecuada para esta actualización. 

¿Qué es una batería de litio?

Las baterías de litio  contienen fosfato de hierro y litio (LiFePO4) como cátodo, a diferencia de las baterías de plomo-ácido que usan dióxido de plomo. A diferencia del plomo-ácido húmedo, también hay un electrolito no líquido en las baterías de litio, lo que significa que son mucho más seguras de almacenar y no gasifican ni requieren mantenimiento. 

¿Qué es LiFePO4?

El fosfato de hierro y litio (LiFePO4) es un mineral natural que se identificó para su uso como cátodo en 1996 y desde entonces ha ganado una aceptación considerable en el mercado. Debido a la baja conductividad eléctrica, se han realizado muchos desarrollos para ayudar a aumentar su rendimiento, como recubrir las partículas en nanotubos de carbono, reducir su tamaño o recubrirlos con pirofosfato de litio. Todos estos avances han aumentado el potencial de almacenamiento de energía de las baterías de litio al tiempo que reducen su peso y tamaño. La tecnología aún está en pañales, por lo que un mayor desarrollo continuará aumentando su rendimiento con el tiempo.

¿Por qué es mejor que otros tipos de batería?

El litio es el más ligero de todos los metales y tiene el potencial electroquímico más alto, lo que ofrece una relación potencia-peso mucho mejor en comparación con las baterías tradicionales de ácido de plomo húmedo y significa que puede obtener más potencia con el mismo peso. El litio también es más resistente para la carga, ya que puede manejar una cantidad mucho mayor de ciclos de carga y tasas de carga más altas sin causar daños.

Las baterías de litio se pueden almacenar en un estado de carga parcial, a diferencia de las baterías de plomo-ácido, y no sufren daños a largo plazo. De hecho, las baterías de litio prefieren almacenarse en un estado semicargado, ya que esto prolonga su vida útil. Esto se debe a que, si está completamente cargada, todos los electrones estarán en la terminal negativa, dejando la positiva agotada durante largos períodos. Esto puede causar daños debido a la inestabilidad y, por esta razón, es una buena práctica cuando se almacenan baterías de litio durante períodos prolongados para que permanezcan en un estado de carga del 50 % para ayudar a mantener los electrones equilibrados.

La siguiente tabla muestra algunas características clave de rendimiento de las baterías de litio frente a las de plomo-ácido (AGM):

¿Necesito un BMS?

Tener un sistema de gestión de batería (BMS) es extremadamente importante con las baterías de litio. Estos sistemas desconectarán las fuentes de carga/descarga de la batería en caso de una condición peligrosa, por ejemplo, sobretensión o fallo interna, y controlarán la tensión de las celdas internas para asegurarse de que permanezcan equilibradas durante el ciclo de carga, ayudando para evitar la sobrecarga o la carga insuficiente. A diferencia de las baterías de plomo-ácido, las celdas de las baterías de litio no pueden autoequilibrarse durante la carga.

Muchas baterías de litio vienen con un BMS integrado internamente, mientras que otras vienen sin BMS y será necesario conectar uno externo separado. De cualquier manera, es importante que comprendas la configuración de tu batería para asegurarte de que tu sistema tenga un BMS instalado para monitorear y proteger la batería.

¿Funcionará mi cargador de red?

Las baterías de litio requieren un perfil de carga diferente al de las baterías húmedas de plomo-ácido. Un cargador de red con solo un perfil de carga de plomo-ácido recargaría parcialmente una batería de litio, sin embargo, es muy poco probable que alcance el 100% ya que el voltaje durante el modo de adsorción no está optimizado para la carga de litio. También encontraría que la batería de litio tendría que agotarse a alrededor del 20% de su capacidad total antes de que el cargador comenzara su etapa de carga masiva nuevamente. Esto se debe a que, en comparación con las baterías de plomo-ácido, las baterías de litio no sufren una caída de voltaje nominal tan significativa a medida que disminuye la capacidad de carga. Entonces, para un estado de carga equivalente, una batería de litio tiene un voltaje nominal mucho más alto que una batería de plomo-ácido.  Un cargador de batería configurado para carga de plomo-ácido equipararía este voltaje más alto con un estado de carga más alto y  evitaría que se inicie la carga a granel. Sin embargo, un cargador de batería con una configuración de carga de litio dedicada estaría programado para comenzar la carga masiva a un voltaje nominal mucho más alto.

Por esta razón, antes de actualizar tu batería, vale la pena verificar que tu cargador o tu sistema de carga de red tenga una configuración de litio específica para usar o que deba actualizarse junto con la batería.

¿Cargar LiFePO4 con el Alternador?

Sí, sin embargo, no podrás utilizar un sistema de relé como hasta ahora. Esto se debe a que el relé simplemente permite que la carga del alternador pase a la batería auxiliar, generalmente a un voltaje fijo. Esto está bien para cargar la batería de arranque del vehículo, pero ni siquiera está optimizado para baterías de plomo-ácido, por lo que definitivamente no es adecuado para baterías de litio. La solución es usar un cargador de CC-CC que tome su energía del alternador y emita un perfil de voltaje para cualquier tipo de batería que seleccione, incluido el litio. Se necesitan cargadores CC-CC para vehículos Euro 5/6, independientemente de la química de la batería auxiliar ( consulta nuestro artículo aquí), por lo que es posible que ya tengas uno con su configuración de plomo-ácido existente, pero es algo a tener en cuenta al pensar en actualizar a litio. 

¿Qué pasa con mi regulador solar?

La mayoría de los controladores MPPT ya tienen una configuración de litio, sin embargo, hemos encontrado que algunos paneles solares no la tienen y algunas marcas más baratas tampoco. Vale la pena verificar esto antes de comprar la batería, ya sea verificando la configuración en el controlador o consultando el manual.   Si compras un nuevo controlador solar MPPT, te recomendamos que elija una marca respetada, ya que tenderá a satisfacer las químicas de batería más nuevas, como el litio, o al menos verificar las especificaciones del nuevo controlador.

¿Qué pasa con el resto de mi sistema?

El resto de tu sistema eléctrico debería funcionar con normalidad una vez que se instale la batería nueva, por lo que no es necesario volver a cablear por completo. Sin embargo, si no estás seguro, vale la pena buscar el consejo de un electricista de automóviles para revisar el sistema y asegurarse.

Esperamos que este artículo te haya resultado útil, sin embargo, si tienen más preguntas o dudas, comunícate con nosotros desde aquí o en el correo info@coelectrix.com

Puedes visitar nuestra sección de baterías de Litio aquí