La batería es
como el depósito de combustible de nuestra bicicleta, pero como su misión no se
limita simplemente a almacenar, sino que en su seno se desarrollan las
reacciones químicas redox que generan la electricidad que impulsará al motor, se
va deteriorando con el paso del tiempo hasta que finalmente, termina su vida
útil y debe ser sustituida.
Lo que deseamos
es que cuando llegue ese momento, la batería haya prestado el mejor servicio
posible, esto es, nos haya permitido recorrer el máximo número posible de km.
Pues bien, los
km que la batería nos permitirá hacer o lo que es lo mismo, la energía que será
capaz de producir en sus cientos de ciclos de carga y descarga, dependen
profundamente de qué uso hagamos de ella y particularmente de los siguientes
parámetros:
-Tasa
de carga y descarga.- Cuanto más elevadas sean la intensidades a las
que sometamos a la batería, menos durará.
-Tensión
de almacenaje.-Cuanto más tiempo la tengamos a plena carga, más
deterioro sufrirá el cátodo y menos durará.
-Temperatura
a la que la sometamos tanto en almacenaje como en uso.- Cuanto más
caliente esté, menos durará.
-Sobrecargas
y sobredescargas.- Ambas acortarían su vida e incluso la podrían llegar
a inutilizar).
-Profundidad
de descarga de los ciclos (DoD).- Una celda de Li Ion se puede usar con
seguridad desde una tensión máxima de 4,2V hasta una mínima de 3V. Una batería
inicialmente cargada que es utilizada hasta llegar a los 3V posemos decir que
ha experimentado una profundidad de descarga del 100% y que ha quedado un
remanente del 0% (realmente ha quedado algo porque podríamos descargarla hasta
los 2,5V sin que hubiese grandes problemas al menos de seguridad).
Por el
contrario, si por ejemplo optamos por extraer de ella sólo el 30% de su energía
almacenada antes de recargarla, la habremos sometido a una profundidad de
descarga del 30%, quedándole un remanente del 70% y así sucesivamente.
Pues bien, como
norma general, cuanto mayor sea la DoD menos ciclos de vida podremos extraer de la
batería. Esta propiedad de las baterías de Li Ion es tan importante a
la hora de optimizar su uso que dedicaremos algunos artículos exclusivamente a
este aspecto, sin embargo podemos comentar ya algunas conclusiones.
Análisis en profundidad de una batería 10S4P con celdas de 2.900 mAh en nuestro simulador
Si estudiamos
en profundidad el comportamiento teórico que tendrá una batería de Li Ion con
configuración 10S4P construida a partir de celdas de 2.900 mAh, obtenemos que
con ciclos cuyo DoD sea del 100% el
número de ciclos que deberíamos esperar de ella si cuidamos su uso (el resto de
paramétros) antes de que su capacidad máxima caiga hasta un 70% de su valor inicial
–momento en el que deberíamos empezar a plantearnos su sustitución- oscila
entre 300 y 500, es decir, unos 400
en promedio y a lo largo de todos esos ciclos
de carga – descarga habríamos obtenido de ella unos 167 KWh de energía que podrían habernos permitido recorrer unos 20.900 Km.
Sin embargo,
tal y como se puede observar en las gráficas del estudio que adjuntamos en
imágenes, si los ciclos hubiesen sido de una DoD del 50% el número de ciclos esperable estaría en el entorno de
los 1350, la energía obtenida podría
ser aproximadamente de unos 280 KWh y la distancia recorrida de unos 35.000 Km, esto es, obtendríamos unos resultados un 70% mejores, por lo que parece
claro que es una opción mucho más adecuada.
-Tensión máxima de carga.- Si optamos
por cargar nuestra batería en cada ciclo hasta los 4.2V estaremos cargándola al
máximo cada vez, lo cual puede ser interesante si necesitamos extraer de ella
el máximo de energía posible en cada uso. Sin embargo esta tensión tan elevada
someterá al cátodo a un estrés que acelerará su desgaste, por lo que si nuestro
objetivo es optimizar el uso de la batería, es más adecuado realizar las cargas
hasta una tensión máxima menor.
Tal es así, que
en las tecnologías de Li Ion se puede llegar a duplicar el
número de ciclos de carga - descarga si se disminuye 0.1 V la tensión máxima de
carga (lo cual a su vez tendrá una implicación de una pérdida de un 14%
en la capacidad almacenada y se debe tener en cuenta para estimar la energía
disponible).
Como este aspecto
es también de enorme trascendencia para optimizar la vida de las baterías,
volveremos a él en monográficos más profundos.
Saludos.
La energía más limpia es la que no se consume.
Saludos.
La energía más limpia es la que no se consume.
