¿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. They are available in different sizes including the sizes used for alkaline batteries, AAA to D. Ni-Cd cells are used individually or assembled in packs of two or more cells. The small packs are used in portable devices, electronics and toys while the bigger ones find application in aircraft starting batteries, Electric vehicles and standby power supply.

Some of the properties of Nickel-Cadmium batteries are listed below.

Specific Energy: 40-60W-h/kg
Energy Density: 50-150 W-h/L
Specific Power: 150W/kg
Charge/discharge efficiency: 70-90%
Self-discharge rate: 10%/mes
Cycle durability/life: 2000ciclos
2. Nickel-Metal Hydride Batteries

Nickel metal hydride (MH) is another type of chemical configuration used for rechargeable batteries. The chemical reaction at the positive electrode of batteries is similar to that of the nickel–cadmium cell (NiCd), with both battery type using the same nickel oxide hydroxide (NiOOH). Sin embargo, the negative electrodes in Nickel-Metal Hydride use a hydrogen-absorbing alloy instead of cadmium which is used in NiCd batteries

.Batería de Ni-MH

NiMH batteries find application in high drain devices because of their high capacity and energy density. A NiMH battery can possess two to three times the capacity of a NiCd battery of the same size, and its energy density can approach that of a lithium-ion battery. Unlike the NiCd chemistry, batteries based on the NiMH chemistry are not susceptible to the “memory” effect that NiCads experience.

Below are some of the properties of batteries based on the Nickel-metal hydride chemistry;

Specific Energy: 60-120h/kg
Energy Density: 140-300 Wh/L
Specific Power: 250-1000 W/kg
Charge/discharge efficiency: 66% – 92%
Self-discharge rate: 1.3-2.9%/month at 20oC
Cycle Durability/life: 180 -2000
3. Lithium-ion Batteries

Lithium ion batteries are one of the most popular types of rechargeable batteries. They are found in different portable appliances including mobile phones, smart devices and several other battery appliances used at home. They also find applications in aerospace and military applications due to their lightweight nature.

Lithium-ion batteries are a type of rechargeable battery in which lithium ions from the negative electrode migrate to the positive electrode during discharge and migrate back to the negative electrode when the battery is being charged. Li-ion batteries use an intercalated lithium compound as one electrode material, compared to the metallic lithium used in non-rechargeable lithium batteries.

Lithium ion batteries generally possess high energy density, little or no memory effect and low self-discharge compared to other battery types. Their chemistry alongside performance and cost vary across different use cases for example, Li-ion batteries used in handheld electronic devices are usually based on lithium cobalt oxide (LiCoO2) which provides high energy density and low safety risks when damaged while Li-ion batteries based on Lithium iron phosphate which offer a lower energy density are safer due to a reduced likelihood of unfortunate events happening are widely used in powering electric tools and medical equipment. Lithium ion batteries offer the best performance to weight ratio with the lithium sulphur battery offering the highest ratio.

Some of the attributes of lithium ion batteries are listed below;

Specific Energy: 100: 265W-h/kg
Energy Density: 250: 693 W-h/L
Specific Power: 250: 340 W/kg
Charge/discharge percentage: 80-90%
Cycle Durability: 400: 1200 ciclos
Nominal cell voltage: NMC 3.6/3.85V
4. Lead-Acid Batteries

Lead acid batteries are a low-cost reliable power workhorse used in heavy duty applications. They are usually very large and because of their weight, they’re always used in non-portable applications such as solar-panel energy storage, vehicle ignition and lights, backup power and load levelling in power generation/distribution. The lead-acid is the oldest type of rechargeable battery and still very relevant and important into today’s world. Lead acid batteries have very low energy to volume and energy to weight ratios but it has a relatively large power to weight ratio and as a result can supply huge surge currents when needed. These attributes alongside its low cost makes these batteries attractive for use in several high current applications like powering automobile starter motors and for storage in backup power supplies.