Si nos fijamos en los vehículos eléctricos, los iones de litio son una sustancia química común con la que se encontrará en el paquete de baterías de alto voltaje. Pero cada vez es más común encontrar este tipo de batería para aplicaciones de 12 voltios, no sólo para sistemas de capacidad de potencia de seguridad en vehículos eléctricos sino también para vehículos con motor de combustión interna. Con décadas de desarrollo en baterías para automóviles que utilizan tecnología de plomo-ácido, ¿por qué está surgiendo rápidamente la presencia de una batería de iones de litio de 12 V?
Exploremos las razones por las que Li-ion se ha convertido en un producto de batería más frecuente, las diferencias entre plomo-ácido y Li-ion, para qué sirve y las necesidades únicas que tiene de mantenimiento.
Cómo se diseñan las baterías de iones de litio de 12 V
Si abrieras un puñado de baterías de iones de litio de 12 voltios de diferentes fabricantes, encontrarías una sorprendente cantidad de diferencias en el diseño. Sin embargo, todos contienen algunas características comunes.
Las celdas individuales contienen los componentes que tiene cualquier batería de iones de litio. Hay un ánodo, un cátodo, un separador, un electrolito y un terminal positivo y negativo para cada uno. Los iones fluyen del ánodo al cátodo cuando la batería se está descargando, y ocurre lo contrario cuando se vuelve a cargar. Esta es la parte más comprensible del diseño, ya que también imita el diseño de cualquier otra batería.
Sin embargo, las celdas no siempre contienen la misma cantidad de energía de un fabricante a otro. Por lo tanto, varios de ellos se apilan y sus terminales se unen en serie para crear los aproximadamente 12 voltios que el vehículo necesita para funcionar.
También se incluye un sistema de gestión de batería, o BMS, con una batería de iones de litio, que monitorea y regula su funcionamiento. Luego, los circuitos positivo y negativo se conectan a los terminales de la caja. Todo está sellado dentro del mismo material de carcasa de polipropileno con el que está familiarizado, acolchado en todos los lados internamente para mantener la batería segura y protegida.
Por supuesto, la química es la principal diferencia entre las baterías de plomo-ácido y las de iones de litio. Los materiales de dióxido de plomo y plomo esponjoso que utiliza una batería de plomo-ácido están ausentes y se utilizan compuestos a base de litio como óxido de litio y cobalto y fosfato de litio y hierro. Pero la otra gran diferencia es la cantidad de células. Las baterías de plomo-ácido siempre contienen seis celdas, cada una de aproximadamente 2.1 voltios. El número de celdas puede variar para las baterías de iones de litio, siempre que el total combinado sea de 12.6 voltios.
¿Por qué se utiliza Li-ion?
A diferencia de las baterías de plomo-ácido convencionales, que han sido el estándar de la industria durante décadas, las baterías de iones de litio ofrecen una nueva perspectiva sobre el almacenamiento de energía en automóviles.
Una de las ventajas más importantes de las baterías de iones de litio es su compacto y ligero diseño. Esto los convierte en una excelente opción para vehículos modernos donde el espacio y el peso son consideraciones cruciales. Piense en autos de lujo y de alto rendimiento aquí. En comparación con las baterías de plomo-ácido, las baterías de iones de litio son mucho más pequeñas y ligeras, sin sacrificar el rendimiento.
Las baterías de iones de litio también tienen una densidad de energía mucho mayor que las baterías de plomo-ácido, por lo que pueden almacenar más energía en un espacio más pequeño, lo que las hace ideales para aplicaciones donde el tamaño es un factor limitante. La mayor densidad de energía también da como resultado una potencia más duradera, una característica valiosa para diversas aplicaciones automotrices.
Cuando necesita una velocidad de carga y descarga mucho más rápida, las baterías de iones de litio son muy superiores en comparación con las baterías de plomo-ácido. Este rápido tiempo de respuesta es particularmente importante en vehículos donde se requieren ráfagas rápidas de potencia, como en los sistemas start-stop y frenado regenerativo.
A diferencia de las baterías de plomo-ácido que requieren controles y mantenimiento periódicos, las baterías de iones de litio pueden funcionar durante años sin ningún mantenimiento. Esta característica contribuye a la conveniencia y rentabilidad de la tecnología de iones de litio, aunque su costo es varias veces mayor para la misma capacidad.
También descubrirá que las baterías de iones de litio de 12 V están diseñadas para tener una vida útil más larga que las baterías de plomo-ácido tradicionales. Están construidos para resistir los rigores del entorno automotriz y ofrecen un rendimiento confiable durante toda su vida útil.
Aplicaciones de la tecnología de iones de litio
¿Dónde encontrará baterías de iones de litio de 12 V en el mundo real? Es más común de lo que piensas:
- Sistemas start-stop – Las baterías de iones de litio se utilizan comúnmente en sistemas start-stop, donde proporcionan las ráfagas rápidas de energía necesarias para reiniciar el motor de manera eficiente.
- Iluminación y accesorios extremos. – Las baterías de iones de litio pueden alimentar vehículos con sistemas de iluminación, sistemas de información y entretenimiento y diversos accesorios que van más allá de lo normal, garantizando un rendimiento confiable.
- Frenado regenerativo – En los vehículos híbridos y eléctricos, las baterías de iones de litio pueden almacenar mejor la energía capturada durante el frenado regenerativo, mejorando la eficiencia general.
- Capacidad de energía de seguridad – Las baterías de iones de litio son esenciales para los sistemas de capacidad de energía de seguridad en los vehículos eléctricos, ya que proporcionan la energía necesaria para operar funciones de seguridad críticas en caso de accidente o mal funcionamiento.
Una vez más, estas características se encuentran con mayor frecuencia en los modelos premium de los fabricantes de automóviles de lujo, así como en los modelos híbridos y totalmente eléctricos. Pero eso no es necesariamente exclusivo, y es posible que el Li-ion se utilice aún más ampliamente en la industria.
Necesidades de servicio para baterías de iones de litio
Mantenimiento Baterías de iones de litio de 12 V en la industria automotriz requiere conocimientos y herramientas específicas para garantizar su confiabilidad y seguridad a largo plazo. Para mantener un rendimiento óptimo de la batería, es fundamental seguir las pautas de carga y descarga. Evitar la sobrecarga y la descarga profunda puede prolongar la vida útil de la batería.
Y debido a las preocupaciones ambientales asociadas con las baterías de iones de litio, los procedimientos adecuados de reciclaje y eliminación son vitales. Los técnicos deben estar capacitados en el manejo de estos procesos para minimizar el impacto ambiental.
Tampoco cualquier probador de baterías es suficiente para comprobar el estado de una batería de iones de litio. Se necesita equipo de diagnóstico especializado para que los técnicos puedan evaluar el estado de la batería de iones de litio, identificar problemas potenciales y tomar las medidas adecuadas para evitar fallas.
La aparición de baterías de iones de litio de 12 V en la industria automotriz está impulsada por su rendimiento superior, eficiencia y beneficios ambientales. Estas baterías están revolucionando la seguridad y confiabilidad de los vehículos y ciertamente están ayudando a reducir los casos de avería más común, que es una batería agotada.
Pero los talleres de servicio deben estar equipados con el conocimiento para identificar modelos con baterías de iones de litio para que se pueda realizar el procedimiento de prueba correcto con equipos diseñados para verificar su estado de manera precisa y completa. Esto podría requerir la adquisición de soluciones de diagnóstico como MDX-AI, capaz de dar servicio a una gama completa de automóviles.
