Batería apilada de LiFePO4
¿Cuál es la ventaja de una batería LiFePO4 apilada? Hay varios: Diseño modular, mayor densidad de capacidad y ausencia de puntos de concentración de tensiones. En este artículo exploraremos las mejores características y ventajas. Para obtener el máximo rendimiento, opte por un modelo de alta calidad con una larga vida útil. En las siguientes secciones se describen algunas de las características clave que hay que tener en cuenta antes de comprar una batería LiFePO4 apilada.
Diseño modular
El diseño modular de la batería LiFePo4 apilada es un medio eficaz para integrar los componentes de una fuente de energía. Estos módulos de batería pueden conectarse con un diseño integrado de enchufe, lo que permite combinarlos para aumentar la capacidad total. Son ideales para su uso en artículos de exterior y de construcción, equipos electrónicos portátiles y productos militares. Los módulos de batería tienen una baja autodescarga y una alta capacidad de ciclado, y son ligeros. El concepto de modularidad se extiende al sistema de refrigeración.
La modularidad del diseño lo hace aplicable a pilas de baterías a gran escala y a sistemas de alto voltaje. Además, este enfoque puede aprovechar mejor el espacio, ya que los paquetes de baterías apilados pueden distribuirse en espacios más amplios. El diseño modular puede utilizarse en diversas aplicaciones, como los inversores domésticos y las redes eléctricas a gran escala. Este tipo de batería puede acomodar un amplio rango de voltaje y son ideales para muchos usos.
Los módulos cuentan con una unidad controladora de módulos celulares (CMCU) integrada, que controla la mayoría de las funciones del paquete de baterías. Además de controlar el voltaje y la temperatura de cada célula, también equilibra las células después de la descarga. La unidad de control del módulo celular analiza el estado de carga de cada célula y decide qué célula debe tener un nivel de tensión mayor o menor. En combinación con la función de balance de celdas, un controlador de baterías puede calcular el estado de carga (SOC) de un paquete de baterías.
La batería Modular LiFePo4 de AmeWise es una gran solución para las necesidades de respaldo de energía fuera de la red. Su diseño modular permite la ampliación y personalización sin comprometer la densidad de energía. Esta tecnología también proporciona un ciclo de vida elevado y una alta densidad energética. Las baterías son escalables y fáciles de instalar. También proporciona bajos niveles de ruido y una alta densidad de energía. Su química la convierte en una solución energética segura, fiable y flexible.
Mayor densidad de capacidad
El apilamiento de baterías LiFePO4 puede producir una mayor densidad de capacidad. Este tipo de batería tiene una gran superficie y puede utilizarse para diversas aplicaciones a gran escala, como la electrónica portátil, las aplicaciones de construcción y los equipos de exterior. Las células de iones de litio no son tóxicas ni contaminantes. Estas baterías también pueden utilizarse en vehículos y otros equipos electrónicos. También tienen funciones de protección y gestión, lo que les permite regular la tensión y la corriente de las células individuales. Al apilarlas, aumentan su rendimiento y capacidad. También disponen de un modo de autorrefrigeración que reduce el ruido del sistema.
Las baterías de fosfato de hierro y litio se utilizan ampliamente en linternas, cigarrillos electrónicos, equipos de radio e iluminación de emergencia. Estas baterías tienen varias ventajas para el uso diario, la energía de reserva y los vehículos recreativos. Este tipo de batería es el mejor para la iluminación de emergencia y el respaldo de energía. Puede apilarse hasta diez veces para aumentar su capacidad. Sin embargo, no es ideal para aplicaciones de ciclo profundo. Las baterías LiFePO4 también son más adecuadas para su uso en entornos cálidos y húmedos, como las situaciones de emergencia.
En comparación con las baterías tradicionales, la LiFePO4 ofrece una mayor duración de los ciclos, una mayor robustez y un rendimiento superior en algunas aplicaciones. Una sola batería apilada de LiFePO4 puede tener cuatro veces la capacidad de una batería estándar de iones de litio. Su baja fracción de volumen la hace más ligera y puede utilizarse a plena capacidad, a diferencia de las baterías de plomo-ácido, que pueden pincharse o destruirse sin dañarlas. Además, las baterías LiFePO4 son las baterías de litio más seguras del mercado y no se sobrecalientan ni se incendian.
El rendimiento global de las baterías LiFePO4 apiladas mejora gracias a que pueden apilarse hasta ocho veces. Sin embargo, es necesario seguir investigando para determinar el origen de la impedancia de Warburg en las células LiFePO4. Además, la fracción de volumen de EMI-FSI/FSI es importante para el rendimiento de la batería. Cuanto mayor sea el porcentaje de EMI-FSI en las baterías LiFePO4, mejor.
No hay un punto específico de concentración de tensiones
La degradación de la batería apilada de LiFePO4 puede modelarse utilizando el concepto de dependencia de la trayectoria, un concepto que indica que los mecanismos de degradación se rigen por el orden en que tienen lugar. Los tres principales mecanismos de degradación son el envejecimiento natural, el envejecimiento cíclico y la saturación. En los patrones de uso del mundo real, la batería puede estar sometida a periodos de carga rápida, de carga lenta y de inactividad.
En una batería de LiFePO4 apilada, un único lugar adyacente descrito puede considerarse como una zona de alivio de tensión, donde
La tensión se distribuye uniformemente en la célula. Lo mismo puede decirse del segundo tipo de modelo, que consiste en múltiples distritos de lengüetas descritas en el colector. Estos distritos de orejetas están dispuestos de forma intercalada o no contienen zonas de alivio de tensión. Se prefiere el primer tipo.
Una batería apilada de LiFePO4 puede ser difícil de mantener debido a su bajo contenido de oxígeno. Como resultado, los bomberos suelen describir el paquete de baterías como una serie de eventos de reignición. Los bomberos suelen aplicar un extintor a las llamas, pero se equivocan. El fuego puede estar apagado, pero pronto volverá a encenderse.
El proceso de carga y descarga debe ser supervisado. Un paquete de baterías que presenta tasas de autodescarga o tiempos de carga excesivos durante un período prolongado puede considerarse defectuoso. La evidencia de esta condición debe ser un factor detonante para la eliminación adecuada. El proceso de carga y descarga puede ralentizarse o detenerse por completo. Será necesario seguir investigando para desarrollar modelos de baterías más fiables para el futuro.
Los científicos e ingenieros han estudiado ampliamente los procesos físicos subyacentes que rigen la degradación de las baterías de LiFePO4 apiladas. Diferentes modelos han descrito los mecanismos de degradación y la naturaleza de los diferentes procesos. Los dos enfoques dominantes tienen sus méritos. Se ha comprobado que producen resultados diferentes en distintas situaciones. Un enfoque muestra que el proceso de degradación es causado por el crecimiento de la capa SEI.
Alta tensión
Si usted es propietario de un vehículo comercial pesado, puede necesitar un sistema de batería de reserva. Estas baterías ofrecen un alto voltaje de hasta 1250 VDC por pila y suelen ser la forma más eficaz de utilizar la energía eléctrica en un vehículo pesado. Por suerte, la tecnología ha mejorado considerablemente, y hoy en día existen varios sistemas de baterías LiFePO4 apiladas de alto voltaje en el mercado.
Estas baterías ofrecen una capacidad superior de regulación de la energía, lo que permite una serie de aplicaciones que van desde los paneles solares hasta los dispositivos electrónicos portátiles. No son tóxicos ni contaminantes y tienen un ciclo de vida largo. Estas baterías también están equipadas con un sistema propio de gestión de baterías que incorpora funciones de protección y ajusta la corriente y el voltaje de cada celda. Además, la configuración apilada permite apilar una batería varias veces para ampliar su rendimiento y capacidad. También cuenta con un modo de autorrefrigeración que evita la sobrecarga y otros ruidos del sistema.
Además de su capacidad de potencia superior, la batería LiFePO4 apilada de alto voltaje puede soportar también altas temperaturas y presiones. A diferencia de las baterías convencionales, esta batería está diseñada con un sistema de equilibrado que garantiza que todas las celdas se carguen y descarguen por igual. Esto es importante para el rendimiento general de esta batería, ya que una batería mal equilibrada puede provocar molestos apagados y una drástica reducción de la vida útil.
Para los vehículos eléctricos híbridos y otras aplicaciones energéticas, una batería LiFePO4 apilada de alto voltaje presenta retos y ventajas únicos. Mientras que la monitorización de una sola célula puede no suponer un gran reto, una batería LiFePO4 apilada de alto voltaje puede ser un proceso complejo que requiere una electrónica sofisticada. Para evitar estos problemas, los fabricantes de baterías deberían utilizar una unidad de carga especializada para baterías LiFePO4 de alto voltaje.
Flexibilidad
El rápido desarrollo de la electrónica flexible ha permitido diseñar toda una serie de dispositivos flexibles. Este tipo de dispositivos tiene una serie de ventajas, como pantallas flexibles, parches transdérmicos y tejidos inteligentes. Para dar cabida a estos usos, necesitamos baterías flexibles de alto rendimiento. Sin embargo, en el pasado, los investigadores han tenido dificultades para conseguir una buena flexibilidad y una alta densidad energética simultáneamente en las baterías de iones de litio. En este artículo, resumimos el estado actual de este campo y discutimos las perspectivas para la investigación futura.
Como el término indica, la flexibilidad se refiere al grado de flexión, estiramiento y torsión de un FLIB. No tiene una definición científica precisa y puede variar mucho en situaciones reales. En el caso de las baterías de banda delgada, la flexión provoca tanto esfuerzos de compresión como de tracción. En cambio, la flexibilidad de las baterías de LiFePO4 apiladas les permite doblarse y girar en dos dimensiones.
La tecnología de apilamiento tiene muchas ventajas. Las células resultantes tienen una alta densidad energética y un bajo volumen. La batería apilada puede ser tan fina como una hoja de papel o tan gruesa como el motor de un coche. La tecnología de apilamiento permite una alta capacidad volumétrica específica y puede proporcionar un control superior sobre la cantidad de material utilizado. La tecnología de apilamiento tiene una ventaja sobre la tecnología de bobinado en las baterías de paquete blando.
