4 razones para utilizar baterías de fosfato de hierro y litio en sistemas de almacenamiento

Dado que existen diferentes aplicaciones, sus requisitos energéticos también difieren. Para cumplir estos requisitos, se encuentran disponibles varias composiciones de baterías con diferentes propiedades. En HIS dependemos principalmente del fosfato de hierro y litio, conocido como baterías LiFePO4 o LFP. Las baterías LFP se utilizan para la mayoría de las aplicaciones, como se las conoce en teléfonos móviles, portátiles, coches eléctricos y similares.

Dentro de la amplia categoría de baterías de iones de litio, el rendimiento de las baterías varía según el material del cátodo utilizado. Las baterías de iones de litio suelen consistir en un sustrato conductor, a menudo papel de aluminio, recubierto con un material activo para almacenar tanto iones de litio como corriente eléctrica. Las composiciones más comunes de estas celdas de batería incluyen litio, níquel, cobalto, manganeso (NMC), óxido de litio, níquel, cobalto y aluminio (NCA) y fosfato de litio y hierro (LFP).

Seguridad

Las soluciones de baterías seguras son una prioridad absoluta, por lo que no comprometemos las características de seguridad de nuestras soluciones de baterías. Nuestras soluciones de baterías pueden soportar temperaturas, corrientes, voltajes o cortocircuitos excesivos porque cuentan con circuitos de protección eléctrica/mecánica. En comparación con otras tecnologías de células LIB, la tecnología LFP ofrece más seguridad. Si se produce un cortocircuito o es golpeado por un objeto que podría penetrar las celdas de la batería, la mayoría de las baterías comenzarán a quemarse o explotar. Las baterías que permanecen estables en las condiciones probables anteriores se consideran confiables para su uso en BESS. Muchas de las baterías disponibles actualmente en el mercado no pasan esta prueba y, por lo tanto, no son aptas para su uso en sistemas de almacenamiento de baterías.

Sin embargo, en otras baterías, los materiales químicos y térmicos inestables del cátodo (por ejemplo, NMC) pueden desencadenar reacciones químicas exotérmicas dentro de una celda. Esta reacción exotérmica ocurre debido a la generación excesiva de calor debido a sobrecargas, cortocircuitos internos o externos, contaminación durante la producción, exposición a calor excesivo o daños mecánicos. La temperatura interna de una celda aumenta cuando la liberación de energía térmica aumenta la velocidad de reacción de la química de la celda. Si se excede un cierto umbral de temperatura, la reacción autoacelerada se vuelve incontrolable y conduce a una fuga térmica. Esto puede provocar que la celda de la batería se incendie o incluso explote. La situación se ve agravada aún más por la liberación de oxígeno del material del cátodo, lo que hace que el incendio sea extremadamente difícil de extinguir.

A diferencia de otras baterías, las baterías LiFePO4 nunca experimentan inestabilidad térmica. Esto elimina el riesgo de sobrecalentamiento y posibles incendios. Con un perfil de temperatura estable en condiciones extremas, las baterías LFP exhiben un comportamiento térmico estable (hasta 300 °C) y no se encienden automáticamente (debido a una sobrecarga). Sin embargo, en las celdas NMC o NCA, un cortocircuito puede generar una temperatura muy alta, superior a 700 °C, que puede derretir el separador y extenderse a otras celdas. Esto provoca un incendio que ni siquiera puede extinguirse bajo el agua, porque el oxígeno necesario para la combustión ya está contenido en el material de la batería. Por lo tanto, la batería LFP es la opción preferida para su uso en sistemas de almacenamiento de baterías.

Longevidad & Estabilidad del ciclo

Cuando las celdas de la batería están expuestas a cambios químicos, térmicos y mecánicos, su capacidad original pierde un poco con cada proceso de carga y descarga (ciclo de funcionamiento). Esto simplemente significa que almacena cada vez menos energía con el tiempo. Quizás también lo sepas por tu teléfono móvil cuando, después de 2 años, incluso una batería completamente cargada sólo dura medio día.

Debido al voltaje de la celda ligeramente más bajo de 3,2 V, las celdas LFP tienen una densidad de energía ligeramente menor en comparación con las celdas NMC. Sin embargo, esta desventaja inicial se ve rápidamente compensada por su estabilidad de ciclismo hasta diez veces mayor, lo que proporciona importantes beneficios a largo plazo. Con cada ciclo operativo, las células NMC envejecen y después de 2500-3000 ciclos, permanece el 80 por ciento de su capacidad original. Esto compensa el costo inicial ligeramente mayor del uso de fosfato de hierro y litio con el tiempo.

Debido a que los requisitos de batería son mayores en las aplicaciones móviles, las baterías LFP ofrecen una vida útil más larga en dispositivos portátiles y móviles. Debido a la mayor vida útil de los sistemas de almacenamiento de baterías con tecnología LFP en aplicaciones estacionarias, los costos de almacenamiento relativos (coste nivelado de almacenamiento o LCOS) se pueden reducir hasta un 50 % durante su vida útil en comparación con las baterías NMC.

Tecnología probada

La tecnología LFP utilizada en las soluciones HIS-Energy garantiza un rendimiento específico incluso cuando la batería se acerca al final de su ciclo de vida. Además, el efecto memoria de las células LFP las hace superiores a otras LIB. Con frecuencia, la descarga parcial de una batería provoca una pérdida de capacidad, también conocida como efecto memoria. La batería "recuerda" las necesidades de energía y se ajusta con el tiempo para proporcionar sólo la cantidad de energía necesaria para los ciclos de descarga anteriores, en lugar de toda la capacidad original.

Las baterías de fosfato de hierro y litio tienen una alta densidad de potencia en comparación con otras LIB. Esto permite que la batería LFP tenga corrientes de carga y descarga junto con una mayor capacidad de pulso. Con corrientes más altas, las celdas LFP se pueden cargar rápidamente, pero la carga rápida constante acorta la vida útil de esta batería. Este efecto de carga rápida se produce en menor medida con las células LFP. El diseño de sistemas inteligentes puede crear soluciones rentables para aplicaciones estacionarias que encuentran el equilibrio perfecto entre tasas de carga y descarga, estabilidad del ciclo y vida útil. Este enfoque ayuda a reducir el costo nivelado de almacenamiento (LCOS) general durante la vida útil del sistema, lo que garantiza tanto la eficiencia como el valor a largo plazo.

Baterías respetuosas con el medio ambiente

El LFP es único entre los materiales catódicos porque su composición química se produce de forma natural como un mineral y no se requieren materias primas adicionales para las reacciones químicas. Por eso, nuestras soluciones de baterías no contienen cobalto ni níquel, ya que son metales pesados ​​tóxicos que afectan al medio ambiente. En las células LFP, todo el litio se utiliza para la reacción química. Por el contrario, otras baterías de iones de litio solo utilizan alrededor del 50-60% del litio, ya que un uso mayor puede provocar inestabilidad en la estructura de la capa o el litio restante pasa a formar parte de la estructura cristalina del cátodo. Esta eficiencia reduce la cantidad de litio requerida por kWh de aproximadamente 140 gramos (en baterías NMC/NCA) a aproximadamente 80 gramos en celdas LFP.

Baterías LFP: la tecnología más segura para aplicaciones

Las baterías de fosfato de hierro y litio son confiables, seguras y robustas en comparación con las baterías de iones de litio convencionales. Los sistemas de almacenamiento de baterías LFP ofrecen beneficios excepcionales a largo plazo con hasta 10 veces más ciclos de carga en comparación con las baterías LCO y NMC y un bajo costo total de propiedad (TCO). Ofrecen un rendimiento confiable con un mantenimiento mínimo, lo que los convierte en una inversión sólida que garantiza seguridad y una funcionalidad duradera.

Se prefieren las baterías LFP debido a su estabilidad de ciclo, menor resistencia interna, mayor eficiencia y amplio rango de temperaturas de funcionamiento. Para las soluciones de baterías todo en uno más rápidas y seguras, HIS-Energy ofrece opciones premium con sus baterías premium de 215 KW y 233 KW. Nuestras soluciones energéticas integradas con un sistema de gestión de baterías (BMS) están diseñadas para sus aplicaciones comerciales e industriales.