Las baterías LiFePO4 y las de plomo-ácido son muy populares. Ambas tienen sus casos de uso específicos basados en sus especialidades. LiFePO4 se considera avanzada y mejor en términos de rendimiento. Por otro lado, muchos veteranos prefieren las baterías de plomo-ácido. Esta diferencia de opinión provocó un debate sobre las baterías LiFePO4 frente a las de plomo-ácido.
Las baterías de plomo-ácido se utilizan mucho en los coches. Se utilizan desde hace 150 años. Su mayor tamaño y menor precio son características clave de este tipo de baterías. Sin embargo, las LiFePO4 son compactas, caras y ofrecen un rendimiento de primera. En este artículo, compararé cara a cara las baterías LiFePO4 y las de plomo-ácido. Así que, ¡comencemos!
Resumen básico de las baterías LiFePO4 y de plomo-ácido
Las baterías de plomo-ácido y LiFePO4 ofrecen una propuesta de valor única. Ambas son excelentes, pero difieren en muchos aspectos.
Las baterías de plomo-ácido utilizan dióxido de plomo (PbO₂) como cátodo. El plomo esponjoso (Pb) de estas baterías actúa como ánodo. El H2SO4 se utiliza como electrolito en estas baterías. El movimiento de iones se produce entre el cátodo y el ánodo. Este movimiento genera la electricidad que hace funcionar diferentes máquinas.
Las primeras baterías de plomo-ácido se fabricaron en 1859. Desde entonces, estas baterías han estado en uso activo. Sufrieron diferentes cambios para mejorar su rendimiento. Sin embargo, su estructura principal sigue siendo la misma. Este tipo de baterías se utilizan mucho en coches y otros automóviles. El mayor tamaño es un indicador clave de estas baterías.
Las baterías LiFePO4, en cambio, son modernas, compactas y ofrecen mejores prestaciones. Tienen un fosfato de iones de litio como cátodo. Del mismo modo, se utiliza grafito como ánodo. En lugar de H2SO4, estas baterías utilizan sal de litio como electrolito. El movimiento de los iones de litio entre el cátodo (LiFePO4) y el ánodo (grafito) produce electricidad.
Estas baterías suelen cargarse mediante paneles solares o cargadores específicos. Una vez que se pone el sol, la energía almacenada se utiliza como electricidad. Durante la carga, los iones de litio del cátodo pasan al ánodo y se almacenan allí. Durante la descarga, los iones de litio vuelven del ánodo al cátodo. Este movimiento de los iones de litio produce la electricidad que utilizamos.
Los dispositivos modernos vienen con baterías LiFePO4. Su uso está muy extendido en los almacenamiento de energía en baterías sistemas. Las casas modernas las utilizan como reserva cuando emplean una instalación solar como fuente de electricidad. Estas baterías son caras y tienen un coste inicial más elevado. Pero su larga duración y mejor durabilidad las hacen más rentables que sus homólogas.
¿Cuáles son las diferencias entre las baterías LiFePO4 y las de plomo-ácido?
Como ya se ha dicho, tanto las baterías de plomo-ácido como las de LiFePO4 tienen muchas diferencias. Sus distinciones las hacen adecuadas para diferentes casos de uso. Por ejemplo, las baterías de plomo-ácido son más adecuadas para vehículos debido a su voluminoso tamaño. Las de LiFePO4 son compactas, duraderas e ideales para los aparatos modernos. Analicemos todas las diferencias significativas entre estos dos tipos de baterías.
1- Peso y densidad energética
Las baterías LiFePO4 son conocidas por su tamaño compacto y su ligereza. Tienen mayor densidad energética. Esto significa que estas baterías pueden almacenar más energía a pesar de ser más pequeñas. En cambio, las baterías de plomo-ácido son voluminosas. Su peso es demasiado elevado, lo que supone un gran inconveniente. Estas baterías tienen placas de plomo más grandes.
Estas placas ocupan más espacio dentro de la batería. Además, también contienen ácido sulfúrico como electrolito. Todo ello contribuye al mayor tamaño de estas baterías de plomo-ácido. La densidad energética global de las baterías de plomo-ácido es menor que la de las baterías de LiFePO4. Por lo tanto, almacenan menos energía como en comparación con las baterías LiFePO4.
2- Profundidad de descarga (DoD) y tasa de autodescarga
Las baterías LiFePO4 tienen una elevada DOD (profundidad de descarga). La profundidad de descarga indica cuánta capacidad de una batería puede utilizarse de forma segura. Si utiliza la capacidad de la batería por encima de su límite de seguridad, puede acortar su vida útil. Las baterías LiFePO4 ofrecen de 80 a 90% de DOD.
Por otro lado, las baterías de plomo-ácido tienen una profundidad de descarga muy baja. Las baterías de plomo-ácido completamente cargadas pueden utilizar 50% de su capacidad. Si se utiliza más que eso, afectaría a la vida útil de estas baterías. La tasa de autodescarga es otro parámetro crítico. Las baterías LiFePO4 tienen una tasa de autodescarga más baja.
Si guardas la batería durante un mes, su energía almacenada bajará o se descargará sólo 3%. Por otro lado, las baterías de plomo-ácido tienen una mayor tasa de autodescarga. Pueden perder de 8 a 10% de energía (descarga) si la guardas durante un mes. Por lo tanto, Baterías LiFePO4 se utilizan en sistemas de almacenamiento y estaciones de red. Pueden utilizarse para lograr una mayor capacidad y almacenar energía durante periodos prolongados.
3- Velocidad de carga y temperatura
Las baterías LiFePO4 pueden cargarse rápidamente. Aceptan la corriente más alta durante la carga y no experimentan sobrecalentamiento. Por el contrario, las baterías de plomo-ácido son muy lentas en términos de velocidad de carga. Pueden tardar entre 5 y 8 horas en completarse.
Por otro lado, ambas baterías tienen un rendimiento excelente a temperaturas moderadas. Sin embargo, las baterías LiFePO4 pueden soportar temperaturas más altas. Por otro lado, las baterías de plomo-ácido pueden funcionar mal si la temperatura es demasiado alta. Sin embargo, estas baterías tienen un rendimiento excelente a temperaturas muy bajas. Por el contrario, las baterías LiFePO4 tienen dificultades a bajas temperaturas.
4- Vida útil y ciclo de vida (años)
Las baterías LiFePO4 ganan la carrera cuando se trata de ciclos de carga. Estas baterías ofrecen un elevado número de ciclos de vida, que oscilan entre 3000 y 5000. Por otro lado, las baterías de plomo-ácido son bastante menos avanzadas, ya que ofrecen un total de 300 a 500 ciclos de carga. Ciclo de carga se refiere a un ciclo completo de carga y descarga. Supongamos que tienes una batería LiFePO4, la cargas y la utilizas a diario.
Esta batería se mantendrá fácilmente en buen estado durante al menos 10 o 12 años. Ahora imagine una batería de plomo-ácido que se carga y se utiliza a diario. Sólo durará de 2 a 3 años. Además, la presencia de ácido (electrolito) y placas de plomo puede provocar problemas de corrosión. Este problema puede reducir aún más la vida útil de las baterías de plomo-ácido. Sin embargo, las baterías LiFePO4 no sufren problemas de corrosión. Así que pueden durar más que sus homólogas.
5- Capacidad útil y estabilidad de la tensión
Las baterías LiFePO4 y las de plomo-ácido se diferencian por su capacidad utilizable. Las baterías LiFePO4 con carga completa pueden utilizarse hasta 80 a 90%. Durante este uso, estas baterías mantienen la tensión. Incluso cuando la batería se está cargando lentamente, el voltaje seguirá siendo constante. Por otro lado, las baterías de plomo-ácido tienen una capacidad utilizable comprometida.
Pueden utilizarse hasta 50% con una carga completa. En palabras sencillas, 100Ah LiFePO4 ofrecerán el doble de energía que 100Ah de baterías de plomo-ácido. Además, estas baterías no mantienen su tensión. Al principio, ofrecerán un voltaje óptimo. Pero a medida que la energía (almacenada) de estas baterías se reduce, también bajan el voltaje.
6- Seguridad e impacto medioambiental
Las baterías LiFePO4 son más seguras que sus homólogas. Son más estables y no se incendian. Son incombustibles y no se sobrecalientan. Estos factores hacen que estas baterías sean muy seguras para su uso a largo plazo. Además, estas baterías no emiten gases nocivos durante su funcionamiento.
Por tanto, son respetuosas con el medio ambiente y pueden reciclarse. Por otro lado, las baterías de plomo-ácido no son seguras, especialmente a altas temperaturas. Son propensas a sufrir fugas y pueden derramar ácido. Además, emiten gases nocivos durante su funcionamiento. Por todo ello, considero que las baterías de plomo-ácido son menos respetuosas con el medio ambiente.
7- Coste (inicial frente a vitalicio) y mantenimiento
Las baterías LiFePO4 son de primera calidad y ofrecen un rendimiento ideal. Sin embargo, su coste inicial es superior al de las baterías de plomo-ácido. Destacan por su mayor durabilidad, más ciclos de vida y capacidad útil. Estas baterías no requieren un mantenimiento regular, lo que reduce su mantenimiento.
Por otro lado, las baterías de plomo-ácido tienen un coste inicial más bajo. Sin embargo, tienen una durabilidad comprometida y ofrecen un ciclo de vida inferior. Su vida útil es 5 veces inferior a la de las baterías LiFePO4. Además, estas baterías de plomo-ácido necesitan un mantenimiento regular. A pesar de un coste inicial más bajo, tienen el inconveniente de un coste de vida útil más elevado.
8- Aplicaciones y riesgo de fugas/derrames
Como he dicho antes, las baterías de plomo-ácido utilizan H2SO4 como electrolito. Estas baterías son más propensas a las fugas debido a unas juntas más débiles. Como resultado, el ácido puede salirse y hacer que la batería se ensucie. Por otro lado, las baterías LiFePO4 no tienen ácido líquido como electrolito. Además, el cuerpo de estas baterías está perfectamente sellado.
Así no hay fugas ni derrames de electrolito. Cuando se trata de aplicaciones, tanto las baterías LiFePO4 como las de plomo-ácido tienen sus usos únicos. Las baterías LiFePO4 son las preferidas para los dispositivos modernos. Por otro lado, las baterías de plomo-ácido son adecuadas para coches y otros vehículos debido a su voluminoso tamaño. He aquí una tabla con sus principales aplicaciones:
| Aplicaciones de las baterías de plomo-ácido | Aplicaciones de la batería LiFePO4 |
| Baterías de arranque para coches. | Almacenamiento de energía solar |
| SAI (sistema de alimentación ininterrumpida) | Vehículos eléctricos |
| Carretillas elevadoras. | Autocaravanas y campers |
| Sistemas de respaldo de telecomunicaciones. | Marina y embarcaciones |
| Almacenamiento solar de bajo coste. | Centrales eléctricas portátiles |
| Carritos de golf. | Almacenamiento de energía en la red |
| Maquinaria industrial. | Motos y scooters eléctricos |
Preguntas frecuentes
¿Es LiFePO4 mejor que el plomo ácido?
Sí, considero que las LiFePO4 son superiores a las baterías de plomo-ácido. Ofrecen una mayor vida útil, más ciclos de vida, seguridad y se cargan rápidamente. Además, estas baterías son compactas y ligeras, lo cual es una ventaja significativa.
¿Puede el LiFePO4 sustituir a las baterías de plomo?
Sí. Las baterías LiFePO4 son modernas y disponen de excelentes sistemas de almacenamiento de energía. Estos motores modernos ofrecen un empuje energético repentino para un encendido rápido del motor. Además, son duraderas y ofrecen una mayor vida útil. Estos factores hacen del LiFePO4 un sustituto adecuado de las baterías de plomo-ácido.
¿Es malo mantener las baterías LiFePO4 completamente cargadas?
No. No es malo mantener las baterías LiFePO4 completamente cargadas. Cuando vaya a almacenar una batería, asegúrese de cargarla completamente. Estas baterías sufren descargas de energía (hasta 2%). La mayor cantidad de energía almacenada se utilizará cuando la necesites.
Conclusión: ¿Cuál elegir, LiFePO4 o baterías de plomo?
Siempre prefiero las baterías LiFePO4 a las de plomo-ácido. Algunas personas de la vieja escuela suelen argumentar que estas baterías son caras. Esto es una verdad a medias, que resulta muy confusa. Las LiFePO4 son caras, pero su rendimiento es ideal. Además, duran más y no necesitan un mantenimiento regular.
Su nulo mantenimiento hace que estas baterías sean rentables a largo plazo. Las baterías de plomo-ácido son baratas, pero su mantenimiento regular es un quebradero de cabeza. Además, estas baterías tienen una vida total de 2 a 3 años, que es cinco veces menos que las LiFePO4. Por lo tanto, siempre hay que preferir las LiFePO4 a las baterías de plomo-ácido.