Los
primeros vehículos eléctricos utilizaban baterías de plomo-ácido, similares a
las que utilizan la mayoría de los automóviles con motor de explosión para el
arranque y para prestar servicio a los accesorios cuando el motor está parado.
Estas baterías, en comparación con las de litio almacenan menos carga, por lo
que son más pesadas, cada ciclo se aprovecha peor, se deben cargar más despacio
y sus tasas de descarga continuada son inferiores. Como ventajas son más
estables y baratas.
Las
tensiones por celda, nominales, de carga y descarga, son:
Pb-ácido:
2V // 1,75V ----- 2,4V
LiIon
(Mn, Co, ...): 3,6V // 2,5V (o 3V) ----- 4,2V
LiIon
(LiFePo): 3,2V // 2,5V (hasta 2V) ----- 3,6V
Las
celdas de las baterías de plomo-ácido poseen un voltaje nominal de 2V, se
cargan hasta los 2,4V y se pueden descargar, aunque no es aconsejable, hasta
los 1,75V y una batería típica de 6 elementos en serie, posee una carga nominal
de 12V y se carga hasta los 14,4V. Su proceso de carga (ideal) comprende tres
fases y dura entre 12 y 18h.
La
1ª fase es a corriente constante, dura entre 5 y 8h y termina cuando las celdas
alcanzan su valor máximo. La batería adquiere en esta fase el 70% de su carga.
La
2ª fase o de saturación dura entre 7 y 10h y se lleva a cabo a tensión
constante mientras la intensidad decrece paulatinamente hasta alcanzar entre el
3% y el 5% del valor nominal de la batería (1C). En ella la batería consigue el
30% de la carga.
Esta
fase o de “saturación” es básica tras la fase inicial a elevada intensidad para
dar estabilidad a la batería, evitar la sulfatación y conservar que su
capacidad se mantenga ciclo tras ciclo. Cargas que se salten o acorten esta
fase dan lugar al deterioro paulatino de la batería y a la pérdida de su
capacidad. En rigor, esta es la razón por la que cada carga y cada ciclo deben
ser completos, esto es, completos por arriba, por la zona de carga máxima.
La
3ª fase o de “flotación” sólo es necesaria si la batería no entra en servicio
tras la carga y consiste en reducir su tensión hasta un valor más adecuado para
alargar su vida y generar menos estrés a la batería, en ella se lleva cada
celda hasta los 2,25V y se les va suministrando una pequeña intensidad que las
mantiene ahí.
En
el caso de las baterías de Li Ion el proceso global es similar (ver gráfica del encabezado), esto es,
primero hay una fase a intensidad constante hasta alcanzar el voltaje máximo y
después la intensidad va disminuyendo hasta alcanzar el 3% del valor nominal de
la batería. La diferencia es que el final de la 1ª fase se debe producir con
exactitud del milivoltio, pues las baterías de litio no poseen casi tolerancia
a la sobrecarga, siendo de hecho de unos 50mV (para las LiFePo es superior a
condición de que la sobrecarga no dure mucho tiempo).
Otra diferencia son las
tensiones, como hemos dicho al principio y otra más el valor de las
intensidades de carga pues en una carga tipo la 1ª fase puede llegar a durar
sólo el 25% del tiempo total teniendo en cuenta que para el litio las
intensidades de carga pueden ser elevadas con total normalidad.
Mención
especial merecen en este apartado las baterías de fosfato de litio (LiFePo),
que son un tipo de baterías de litio con grandes ventajas por su estabilidad y
seguridad de uso. Se llega a decir incluso, que pueden sustituir directamente a
las plomo-ácido sin necesidad de hacer más modificaciones allá donde entran en
servicio ... lo que es una verdad que debe ser matizada.
Estas
celdas poseen una tensión nominal de 3,2V, se cargan hasta los 3,6V y se
descargan hasta los 2,5V (nunca por debajo de 2V). Por ello son las candidatas
ideales para sustituir a las baterías de plomo-ácido, pues una batería de estas
últimas de 6 elementos en serie (es lo más habitual en el mercado) suministra 12V y se carga hasta los 14,4V, mientras
que una con cuatro elementos en serie de LiFePo suministra 12,8V y se carga
también hasta los 14,4V.
Ante
la pregunta de si nos sirve el cargador de plomo-ácido en este caso, la
respuesta es que sí ... pero no es lo más adecuado.
Sirve
porque está diseñado para finalizar la 1ª fase de carga a los 14,4V que es
correcto para las LiFePo, pero no es lo más adecuado porque no está diseñado
para que las fases se ajusten a las particularidades de las baterías LiFePo,
tal y como hemos comentado antes y porque no son tan precisos al cortar las
fases, lo que puede derivar en sobrecargas que son inadmisibles para las baterías de LiIon en general y que aunque las LiFePo las soportan un poco mejor, terminan afectándolas también.
Si además, el cargador que utilizamos para las baterías de plomo-ácido es de los que va ajustando la intensidad en todo momento, no cumple ni siquiera el requisito de la primera fase la realice a intensidad constante, por lo que estaríamos acortando la vida de la batería.
Si además, el cargador que utilizamos para las baterías de plomo-ácido es de los que va ajustando la intensidad en todo momento, no cumple ni siquiera el requisito de la primera fase la realice a intensidad constante, por lo que estaríamos acortando la vida de la batería.
Pero
es que además, estas baterías son caras, por lo que adquirir una supone una
inversión importante que no justifica que no se adquiera un cargador específico.
Saludos.
La energía más limpia es la que no se consume.
