En el artículo anterior, comparamos LiFePO4 con baterías de plomo-ácido. Sin embargo, este artículo se centrará en dos tipos populares de baterías. Una es la LiFePO4, mientras que la otra son las baterías de gel. El debate sobre LiFePO4 frente a las baterías de gel existe desde hace años. Recuerde que las baterías de gel son un tipo de batería de plomo-ácido.
Sin duda, ambas baterías son excelentes a su manera. Por ello, la elección entre estas baterías de litio y las de gel puede resultar muy confusa. Este artículo desvelará las diferencias entre estos tipos de baterías. Comprenderlas ayudará a evitar conjeturas y a tomar decisiones de compra con conocimiento de causa. Así que, ¡empecemos!
Diferencia entre baterías LiFePO4 y de gel
La diferencia significativa entre estas dos baterías radica en su química. La LiFePO4 utiliza fosfato de hierro y litio como cátodo. Sin embargo, las baterías de gel utilizan dióxido de plomo (PbO₂) como cátodo. Al igual que las típicas baterías de plomo-ácido, estas baterías de gel utilizan plomo esponjoso (Pb) como ánodo. Las baterías LiFePO4 utilizan grafito como ánodo. Analicemos en detalle las baterías LiFePO4 y de gel.
1- Química del cátodo
La química del cátodo es una de las principales diferencias entre las baterías LiFePO4 y las de Gel. Las baterías LiFePO4 utilizan fosfato de hierro y litio como material catódico. Por otro lado, las baterías de gel son un tipo de batería de plomo-ácido. En lugar de utilizar materiales a base de litio, su cátodo está hecho de dióxido de plomo (PbO₂).
Las baterías LiFePO4 tienen un ánodo de grafito, mientras que el ánodo de las baterías de gel es de plomo esponjoso. Ambas baterías difieren también en cuanto a su electrolito. Las baterías LiFePO4 utilizan sal de litio como electrolito. Por otro lado, las baterías de gel utilizan gel de sílice como electrolito.
El cátodo de las baterías LiFePO4 es más estable y aumenta la densidad energética de estas baterías. Por lo tanto, las LiFePO4 pueden almacenar y suministrar más energía que las baterías de gel. Las baterías de gel son más pesadas y voluminosas para la misma capacidad. Por lo tanto, estas baterías se utilizan en máquinas y dispositivos más grandes. Requieren más espacio para su instalación.
2- Densidad energética
La densidad energética es un factor esencial que debe comprobarse al comprar pilas. Indica cuánta energía puede almacenar una batería en un espacio o volumen específico. Las baterías LiFePO4 tienen mejor densidad energética (90-160 Wh/kg). La razón es que su cátodo (fosfato de hierro y litio) puede almacenar más energía de forma eficiente.
Por otro lado, las baterías de gel tienen una densidad energética mucho menor (30-50 Wh/kg). Debido a esta baja densidad energética, las baterías de gel son mucho más voluminosas que las de LiFePO4 para el mismo almacenamiento de energía. Las baterías LiFePO4 son más compactas y pueden almacenar más energía con menos peso y tamaño.
3- Duración del ciclo y vida útil en años
La vida útil de un ciclo significa cuántas veces puede cargarse y descargarse una batería antes de que empiece a disminuir su rendimiento. Después de un ciclo de vida específico, la capacidad de almacenamiento de energía de la batería disminuye significativamente. Las baterías LiFePO4 ofrecen más de 3000 ciclos de vida. Esto significa que se pueden cargar y utilizar más de 3.000 veces. Su vida útil oscila entre 10 y 12 años.
Por otro lado, las baterías de gel suelen ofrecer entre 500 y 1.200 ciclos, en función de la profundidad de descarga y las condiciones de uso. Su vida útil suele ser de entre 4 y 8 años. Esta menor duración de los ciclos y la vida útil total más corta hacen que las baterías de gel sean una opción inferior. Esto es aún más importante para el uso a largo plazo, donde la longevidad es una prioridad.
4- Temperatura de funcionamiento
Las baterías LiFePO4 ofrecen un mejor rendimiento en condiciones de alta temperatura. La razón es que el enlace de fosfato en su material de electrodo es muy estable. Cuando se expone al calor, este enlace no se rompe. Estas baterías no se sobrecalientan, lo que podría causar una explosión. Por otro lado, las baterías de gel se enfrentan a importantes retos en condiciones de temperaturas más altas.
Cuando se expone a altas temperaturas, aumenta la actividad química en el interior de una batería de gel. Puede provocar una corrosión acelerada de las placas internas. Además, su electrolito a base de gel puede evaporarse. Esta degradación permanente reduce drásticamente el ciclo de vida de la batería y su vida útil total. Por lo tanto, considero que las baterías LiFePO4 son una opción superior para condiciones de alta temperatura.
5- Peso y tamaño
Las baterías LiFePO4 son conocidas por su tamaño compacto. Por eso se utilizan en aparatos y dispositivos de pequeño tamaño. La razón es que estas baterías tienen una mayor densidad de energía. Esto significa que pueden almacenar más energía por kilogramo. Por lo tanto, su tamaño compacto almacena más energía.
No hay necesidad de añadir más tamaño o peso para aumentar el almacenamiento de energía. Por otro lado, las baterías de gel tienen una baja densidad energética. Esto significa que pueden almacenar menos energía por volumen (por kg). Por eso, los fabricantes aumentan su tamaño para almacenar más energía. Debido a esto, estas baterías de gel son más voluminosas y pesadas que sus homólogas.
6- Seguridad y respeto del medio ambiente
Las baterías LiFePO4 ganan la competición cuando se trata de ecología y seguridad. Como he dicho antes, estas baterías vienen con un cátodo a base de fosfato. Así que la química (enlace) del fosfato de hierro es muy estable. Este enlace permanece estable incluso a temperaturas muy altas. Debido a esto, estas baterías LiFePO4 son más seguras y menos propensas a incendiarse.
Además, estas baterías no emiten gases nocivos, lo cual es una gran ventaja. En cambio, las baterías de gel contienen plomo y ácido sulfúrico. Ambos son tóxicos y peligrosos para el medio ambiente si no se eliminan correctamente. Además, estas pilas pueden liberar hidrógeno, especialmente si se sobrecargan. Este gas no es adecuado para la salud. El contenido de plomo también las hace mucho menos ecológicas que las LiFePO4.
7- Estabilidad de la tensión y velocidad de carga
El voltaje es un aspecto esencial de las baterías. Muchos dispositivos requieren un voltaje estable para su funcionamiento. Las baterías LiFePO4 ofrecen un voltaje excelente y estable durante su uso. Supongamos que tiene una batería LiFePO4 completamente cargada. Ahora empieza a utilizar esta batería. Con una carga de 100% y 50%, esta batería proporcionará el mismo voltaje.
No habrá caídas de tensión cuando la batería se esté agotando. Por el contrario, las baterías de gel presentan una caída de tensión significativa cuando se descargan. Su salida de tensión disminuye de forma constante a medida que se reduce el estado de carga. Esto las hace inadecuadas para dispositivos que requieren un voltaje constante para funcionar sin un regulador de voltaje.
Cuando se trata de velocidad de carga, las baterías LiFePO4 ganan decisivamente. Las baterías de gel son notoriamente lentas de cargar; una carga completa puede llevar a menudo de 8 a 12 horas para no dañar la batería. Las baterías LiFePO4, en comparación, pueden cargarse por completo en 1,5 a 3 horas sin riesgo. Se trata de una gran diferencia, que hace que las baterías LiFePO4 sean ideales para casos de emergencia.
8- Coste y aplicaciones
Existen dos tipos de análisis de costes a la hora de comprar las pilas. Entre ellos se incluyen:
- Coste inicial
- Coste a largo plazo
Las baterías LiFePO4 tienen un coste inicial más elevado, lo que supone un gran inconveniente. Debido a esto, mucha gente considera estas baterías menos adecuadas a primera vista. Sin embargo, su coste a largo plazo es bajo, lo que compensa su mayor coste inicial. Te explico cómo.
Las baterías LiFePO4 ofrecen más ciclos y una vida útil más larga. Por eso, no necesitan sustituciones periódicas. Una vez que compre una batería LiFePO4, no tendrá que volver a comprarla durante al menos 10 años. Además, su mantenimiento regular también es bajo, lo que reduce su conservación. Las baterías de gel tienen un coste inicial más bajo que las LiFePO4.
Sin embargo, ofrecen un ciclo de vida inferior y una vida útil más corta (normalmente de 4 a 8 años) en comparación con las LiFePO4. Por lo tanto, es probable que tenga que sustituir una batería de gel al menos una vez a lo largo de su vida útil. Este coste de sustitución y mantenimiento hace que las baterías de gel sean más caras a largo plazo. Por eso considero que las baterías LiFePO4 son una opción más rentable.
Las baterías de gel se utilizan tradicionalmente en aplicaciones en las que se requiere estanqueidad a los derrames. Estas baterías tienen un diseño excelente que evita los derrames. Verá estas baterías en sistemas de ciclo profundo de vehículos recreativos y scooters de movilidad. Por otro lado, las baterías LiFePO4 son adecuadas para su uso en aparatos y dispositivos compactos.
Además, también se utilizan en sistemas de almacenamiento de energía y copias de seguridad dedicadas. He aquí una tabla comparativa de sus aplicaciones:
| Baterías LiFePO4 Aplicaciones | Baterías de gel Aplicaciones |
| Almacenamiento de energía solar (hogares, empresas) | Instalaciones solares pequeñas y medianas |
| Vehículos eléctricos (coches, bicicletas, patinetes, autobuses) | SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida) |
| Sistemas de alimentación marinos y para embarcaciones. | Embarcaciones y uso marítimo |
| Energía de reserva para hogares y empresas | Energía de reserva para telecomunicaciones y oficinas |
| Torres de telecomunicaciones. | Sistemas de seguridad y alarmas |
| Equipos médicos (dispositivos portátiles) | Sillas de ruedas y scooters |
Preguntas frecuentes
¿Qué es mejor, baterías de gel o LiFePO4?
Considero que las LiFePO4 son superiores por su mayor vida útil y su rendimiento a altas temperaturas. Además, su compacidad es otra ventaja, lo que las convierte en una mejor opción frente a las baterías de gel.
¿Cuál es la vida útil de una batería LiFePO4?
Las baterías LiFePO4 ofrecen más de 3000 ciclos de vida. Esto significa que pueden cargarse y utilizarse 3000 veces antes de que disminuya su capacidad. En palabras sencillas, estas baterías pueden durar al menos 10 años.
¿Puedo sustituir las baterías de gel por LiFePO4?
Sí, puede sustituir las baterías de gel por baterías LiFePO4. Sin embargo, debes tener en cuenta los pros y los contras de cada tipo. Además, comprueba si tu sistema es compatible con las baterías LiFePO4.
Conclusión: ¿Qué elegir, LiFePO4 o baterías de gel?
En el artículo anterior, comparé LiFePO4 con baterías de iones de litio. Mi elección final fueron las baterías LiFePO4 debido a sus muchas características favorables.
Creo firmemente que LiFePO4 es una mejor opción que las baterías de gel. Estas baterías duran más, funcionan bien y ofrecen un voltaje constante durante su uso. Además, las baterías LiFePO4 resultan rentables a largo plazo. Las baterías de gel sólo son una buena opción si tienes un presupuesto muy ajustado.
Como he dicho antes, las baterías LiFePO4 tienen mayor densidad energética. Así, los fabricantes mantienen su tamaño más pequeño y consiguen un mayor almacenamiento de energía. Esto es una ventaja significativa si quieres usar una batería en espacios reducidos. Sin embargo, debes analizar tu caso de uso específico antes de elegir cualquiera de estas dos baterías.