¿Las baterías de los coches eléctricos son de iones de litio o de hidruro metálico de níquel??

Tipos de baterías

Las baterías generalmente se pueden clasificar en diferentes categorías y tipos, que van desde la composición química, tamaño, factor de forma y casos de uso, pero debajo de todos estos hay dos tipos principales de baterías;

Baterías primarias
Baterías secundarias
1. Baterías primarias

Las baterías primarias son baterías que no se pueden recargar una vez que se agotan. Las baterías primarias están hechas de células electroquímicas cuya reacción electroquímica no se puede revertir.

Las baterías primarias existen en diferentes formas que van desde celdas de monedas hasta baterías AA. Se usan comúnmente en aplicaciones independientes donde la carga no es práctica o imposible. Un buen ejemplo del cual se encuentra en dispositivos de grado militar y equipos con batería. No será práctico usar baterías recargables, ya que recargar una batería será lo último en la mente de los soldados. Las baterías primarias siempre tienen una alta energía específica y los sistemas en los que se usan siempre están diseñados para consumir una baja cantidad de energía para permitir que la batería dure el mayor tiempo posible..

Algunos otros ejemplos de dispositivos que usan baterías primarias incluyen; Fabricantes de ritmo, Rastreadores de animales, Relojes de muñeca, Controles remotos y juguetes para niños, por mencionar algunos. El tipo más popular de baterías primarias son las baterías alcalinas. Tienen una alta energía específica y son amigables con el medio ambiente, rentable y no filtrarse incluso cuando se descarga por completo. Se pueden almacenar durante varios años, tener un buen historial de seguridad y se puede llevar a una aeronave sin estar sujeto al transporte de la ONU y otras regulaciones. El único inconveniente de las baterías alcalinas es la corriente de baja carga, que limita su uso a dispositivos con bajos requisitos de corriente como controles remotos, linternas y dispositivos de entretenimiento portátiles.

2. Baterías secundarias

Las baterías secundarias son baterías con celdas electroquímicas cuyas reacciones químicas se pueden revertir aplicando un cierto voltaje a la batería en la dirección inversa. También denominado baterías recargables, Las células secundarias, a diferencia de las células primarias, se pueden recargar después de que se haya usado la energía en la batería.

Por lo general, se usan en aplicaciones de alto drenaje y otros escenarios en los que será demasiado costoso o no es posible usar baterías de carga única.. Las baterías secundarias de pequeña capacidad se utilizan para alimentar dispositivos electrónicos portátiles como teléfonos móviles, y otros dispositivos y electrodomésticos, mientras que las baterías de servicio pesado se utilizan para alimentar diversos vehículos eléctricos y otras aplicaciones de alto drenaje como la nivelación de la carga en la generación de electricidad. También se utilizan como fuentes de energía independientes junto con los inversores para suministrar electricidad. Aunque el costo inicial de adquirir baterías recargables siempre es mucho más alto que el de las baterías primarias, son los más rentables a largo plazo.

Las baterías secundarias se pueden clasificar aún más en varios otros tipos según su química. Esto es muy importante porque la química determina algunos de los atributos de la batería, incluida su energía específica., Vida en bicicleta, duración, y precio para mencionar algunos.

Básicamente hay cuatro químicas principales para baterías recargables.;

De litio-ion(iones de litio)
Cadmio de níquel(Ni-cd)
Hidruro de níquel-metal(MH)
Ácido de plomo
1. Baterías de níquel-cadmio

La batería de níquel -cadmio (Batería NICD o batería Nicad) es un tipo de batería recargable que se desarrolla con hidróxido de óxido de níquel y cadmio metálico como electrodos. Las baterías de Ni-CD sobresalen para mantener el voltaje y mantener la carga cuando no están en uso. Sin embargo, Las baterías de Ni-CD caen fácilmente a una víctima del temido efecto de "memoria" cuando se recarga una batería parcialmente cargada, Reducir la capacidad futura de la batería.

En comparación con otros tipos de células recargables, Las baterías de Ni-CD ofrecen un buen ciclo de vida y rendimiento a bajas temperaturas con una capacidad justa, pero su ventaja más significativa será su capacidad para ofrecer su capacidad nominal completa a altas tasas de descarga. Están disponibles en diferentes tamaños, incluidos los tamaños utilizados para pilas alcalinas., AAA a D. Las celdas de Ni-Cd se usan individualmente o se ensamblan en paquetes de dos o más celdas.. Los paquetes pequeños se utilizan en dispositivos portátiles., electrónica y juguetes, mientras que los más grandes encuentran aplicación en baterías de arranque de aviones, Vehículos eléctricos y suministro de energía de reserva..

Algunas de las propiedades de las baterías de níquel-cadmio se enumeran a continuación.

Energía específica: 40-60W-h/kg
Densidad de energía: 50-150 W-h/L
Poder específico: 150peso/kg
Eficiencia de carga/descarga: 70-90%
Tasa de autodescarga: 10%/mes
Durabilidad/vida del ciclo: 2000ciclos
2. Baterías de hidruro metálico de níquel

Hidruro metálico de níquel (MH) es otro tipo de configuración química utilizada para baterías recargables. La reacción química en el electrodo positivo de las baterías es similar a la de la celda de níquel-cadmio. (NiCd), Con ambos tipos de batería usando el mismo hidróxido de óxido de níquel. (nión). Sin embargo, Los electrodos negativos del hidruro metálico de níquel utilizan una aleación que absorbe hidrógeno en lugar del cadmio que se utiliza en las baterías de NiCd.

.Batería de Ni-MH

Las baterías de NiMH encuentran aplicación en dispositivos de alto consumo debido a su alta capacidad y densidad de energía.. Una batería de NiMH puede tener entre dos y tres veces la capacidad de una batería de NiCd del mismo tamaño., y su densidad de energía puede acercarse a la de una batería de iones de litio. A diferencia de la química del NiCd, Las baterías basadas en la química NiMH no son susceptibles al efecto de "memoria" que experimentan las NiCads..

A continuación se detallan algunas de las propiedades de las baterías basadas en la química del hidruro metálico de níquel.;

Energía específica: 60-120h/kg
Densidad de energía: 140-300 Blanco/L
Poder específico: 250-1000 peso/kg
Eficiencia de carga/descarga: 66% – 92%
Tasa de autodescarga: 1.3-2.9%/mes a 20oC
Ciclo Durabilidad/vida: 180 -2000
3. Baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio son uno de los tipos de baterías recargables más populares.. Se encuentran en diferentes aparatos portátiles, incluidos los teléfonos móviles., Dispositivos inteligentes y varios otros aparatos de batería utilizados en el hogar.. También encuentran aplicaciones en aplicaciones aeroespaciales y militares debido a su naturaleza liviana..

Las baterías de iones de litio son un tipo de batería recargable en la que los iones de litio del electrodo negativo migran al electrodo positivo durante la descarga y regresan al electrodo negativo cuando la batería se está cargando.. Las baterías de iones de litio utilizan un compuesto de litio intercalado como material de electrodo., en comparación con el litio metálico utilizado en baterías de litio no recargables.

Las baterías de iones de litio generalmente poseen una alta densidad de energía., Poco o ningún efecto memoria y baja autodescarga en comparación con otros tipos de baterías.. Su química junto con el rendimiento y el costo varían según los diferentes casos de uso, por ejemplo., Las baterías de iones de litio utilizadas en dispositivos electrónicos portátiles suelen estar basadas en óxido de litio y cobalto. (LiCoO2) que proporciona una alta densidad de energía y bajos riesgos de seguridad cuando se dañan, mientras que las baterías de iones de litio basadas en fosfato de hierro y litio, que ofrecen una menor densidad de energía, son más seguras debido a una menor probabilidad de que ocurran eventos desafortunados y se usan ampliamente para alimentar herramientas eléctricas y equipos médicos.. Las baterías de iones de litio ofrecen la mejor relación rendimiento-peso y la batería de litio-azufre ofrece la relación más alta..

Algunos de los atributos de las baterías de iones de litio se enumeran a continuación.;

Energía específica: 100: 265W-h/kg
Densidad de energía: 250: 693 W-h/L
Poder específico: 250: 340 peso/kg
Porcentaje de carga/descarga: 80-90%
Durabilidad del ciclo: 400: 1200 ciclos
Tensión nominal de la celda: NMC 3,6/3,85V
4. Baterías de plomo-ácido

Las baterías de plomo-ácido son un caballo de batalla confiable y de bajo costo que se utiliza en aplicaciones de servicio pesado.. Suelen ser muy grandes y por su peso, siempre se utilizan en aplicaciones no portátiles, como el almacenamiento de energía de paneles solares., encendido y luces del vehículo, Energía de respaldo y nivelación de carga en generación/distribución de energía.. El plomo-ácido es el tipo de batería recargable más antiguo y sigue siendo muy relevante e importante en el mundo actual.. Las baterías de plomo-ácido tienen relaciones energía-volumen y energía-peso muy bajas, pero tienen una relación potencia-peso relativamente grande y, como resultado, pueden suministrar enormes sobrecorrientes cuando sea necesario.. Estos atributos, junto con su bajo costo, hacen que estas baterías sean atractivas para su uso en varias aplicaciones de alta corriente, como alimentar motores de arranque de automóviles y para almacenamiento en fuentes de energía de respaldo..