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Batería de litio-ferrofosfato
Una batería de litio-ferrofosfato o batería LFP es un tipo de batería recargable, concretamente una batería de ion-litio con un cátodo de fosfato de hierro-litio: LiFePO Las baterías LiFePO HistoriaLiFePO Inicialmente el factor limitante para su adopción era intrínsecamente su baja conductividad eléctrica. Este problema se solucionó reduciendo el tamaño de sus partículas, revistiendo las partículas LiFePO El MIT ha descubierto un nuevo recubrimiento que permite a los iones moverse más fácilmente en la batería. La "Batería Beltway" utiliza un sistema baipás que permite a los iones de litio entrar y dejar los electrodos a una velocidad suficiente como para cargar completamente una batería en menos de un minuto. Los científicos descubrieron que recubriendo las partículas de un material vítreo llamado pirofosfato de litio, los iones atraviesan los canales y se mueven más rápido que en otras baterías. Las baterías recargables almacenan y descargan la energía como átomos cargados (iones) entre dos electrodos, el ánodo y el cátodo. Su ratio de carga y descarga son limitadas por la velocidad a la cual esos iones se mueven. Dicha tecnología podría reducir el peso y tamaño de las baterías. Se ha desarrollado una pequeña celda-prototipo que puede cargarse completamente entre 10 y 20 segundos, comparados con los seis minutos para celdas de baterías estándar.[7] Ventajas y desventajasLa batería LiFePO La química LFP presenta una durabilidad mayor que otras baterías de Ion de Litio.[8] Al igual que las baterías recargables basadas en níquel, (diferenciándose de algunas baterías de iones de litio)[cita requerida], las baterías LiFePO4 tienen un voltaje de descarga muy constante. Su voltaje se mantiene cerca de los 3,2 V durante la descarga hasta que la pila se vacía. Esto permite a la batería entregar virtualmente toda la energía hasta su descarga completa. Y puede simplificar mucho o incluso eliminar la necesidad de circuitería de regulación de voltaje. Al dar una salida de 3,2 V nominal, se pueden conectar en serie cuatro celdas para un voltaje nominal de 12,8 V. Este voltaje se acerca mucho al voltaje nominal de una batería de plomo de seis celdas. Y, además de sus excelentes características en seguridad, esto convierte a la LFP como una buena alternativa para las baterías de plomo en muchas aplicaciones como vehículos y solar, siempre que los sistemas de carga estén adaptados para no dañar las baterías LiFePO La utilización de fosfatos evita el coste del cobalto y riesgos medioambientales, particularmente que éste termine en medio ambiente por ser inapropiadamente desechado.[8] El compuesto LiFePO La densidad de energía (energía/volumen) de una batería LFP nueva es alrededor de un 30% más baja que la de una batería LiCoO Las celdas LiFePO SeguridadUna ventaja importante sobre otros compuestos químicos de iones de litio es su estabilidad química y térmica, la cual mejora la seguridad de la batería.[8]
La LiFePO Según los iones de litio migran fuera del cátodo en una celda LiCoO No queda litio en cátodo en una celda LiFePO Como resultado, es más difícil que una celda de litio-ferrofosfato entre en combustión en el caso de un mal uso (especialmente en la carga), aunque como cualquier batería, disipa la energía de sobrecarga en forma de calor. Por lo tanto, un fallo catastrófico de la batería por abuso todavía es posible, aunque es comúnmente aceptado que la batería de litio-ferrofosfato tolera bien las altas temperaturas.[8] En este sentido, es particularmente notable la diferencia entre las LFP y las de polímero de litio utilizadas en aeromodelismo (más ligeras pero menos seguras).[cita requerida] Especificaciones
UtilizaciónTransporteLos altos ratios de descarga necesarios para la aceleración, su menor peso y mayor durabilidad hacen de este tipo de batería ideal para bicis y coches eléctricos. Esta batería se utiliza en el coche eléctrico fabricado por Aptera[17] y Quicc!.[18] KillaCycle, una moto eléctrica, utiliza baterías de litio-ferrofosfato.[19] Roehr Motorcycle Company utiliza una batería LFP de 5,8 kW·h de capacidad para alimentar su motocicleta eléctrica.[cita requerida] Las baterías LFP también son utilizadas por fabricantes de vehículos eléctricos Smith Electric Vehicles para alimentar sus productos.[cita requerida] BYD, otro fabricante de vehículos, utiliza sus baterías de litio-ferrofosfato para energizar sus PHEV, el F3DM y el F6DM (Híbrido), que fue de los primeros híbridos en comercializarse. Los coches se fabricaron en masa en 2009.[20] En octubre de 2014, BYD anunció un autobús eléctrico a batería de 120 pasajeros y 18 m de largo con una autonomía de más de 270 km que utiliza este tipo de baterías.[21] En mayo de 2007 Lithium Technology Corp. anunció una batería de litio-ferrofosfato con células lo suficientemente grandes para ser utilizadas en coches híbridos, anunciando que eran las "células más grandes de ese tipo en el mundo" en ese momento.[22] El patinete eléctrico sin escobillas "Super Lithium 1500" [23] utiliza una batería LiFePO4 de 48V y 60A (20Ah) que es uno de los patinetes más potentes actualmente en producción. Según la compañía, esta batería LFP catapultará al piloto hasta los 65 km/h con una autonomía de 40/55 millas dependiendo del peso del conductor, cuestas y otras condiciones. También indican que esta batería reduce en 8 kg sobre su modelo de batería de plomo-ácido y tiene una durabilidad de 1000 ciclos de recarga completa. Rimac Automobili ha desarrollado un avanzado sistema de batería LFP con un controlador integrado y sistema de refrigeración por agua, principalmente para su supercoche eléctrico "Concept One",[24] con posibilidad de adquirir el sistema de batería independientemente. Los monopatines eléctricos de ZBoard utilizan baterías LFP, con autonomías de hasta 32 km. Los carritos de golf eléctricos de Golfskatecaddy para una persona utilizan baterías LFP, permitiendo hacer hasta 18 hoyos con él. Las camionetas eléctricas de EV-Fleet utilizan una batería LFP de 50kWh LFP con una autonomía de más de 160 km . Iluminación solar en jardines y sistemas de luz de emergenciaUna única pila recargable LFP de tamaño "14500" (el mismo que las AA) se utilizan en algunas lámparas solares de jardín en lugar de dos pilas AA de 1,2 V NiCd/NiMH. Al tener un votaje más alto (3,2 V) las LFP permiten alimentar un led sin necesidad de un circuito regulador, además su mayor tolerancia a una ligera sobrecarga (comparado con otros tipos de pilas de Litio) permite que las LiFePO4 puedan ser conectadas a células fotovoltaicas sin una compleja circuitería. Una única celda LFP también evita la corrosión, condensación y los problemas de suciedad asociados a las pilas NiMH en el alojamiento de la batería y los contactos que son una plaga en sistemas de iluminación exteriores. Un portátil por niñoEste tipo de tecnología se utiliza en el proyecto OLPC (del inglés "One Laptop Per Child").[25] Las baterías se fabrican por la compañía china BYD. OLPC utiliza baterías LFP en sus portátiles XO porque no contienen metales pesados tóxicos cumpliendo con la Directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas.[26] Otros usosMuchas conversiones a vehículo eléctrico utilizan los formatos grandes de LFP como la batería principal del coche. Gracias a sus características de potencia por peso y la seguridad que ofrece que su química sea más resistente a la deflagración/explosión, hay pocas barreras para su uso por modificadores aficionados caseros. Algunos cigarrillos electrónicos utilizan este tipo de baterías. La Corporación Imecs, que engloba a tres fabricantes, construyen linternas con baterías de tecnología inalámbrica LiFePO4, Mag Instruments y LED Lenser tienen productos que utilizan dichas baterías. Los coches de radiocontrol pueden usar estas baterías, especialmente en los aparatos de radio, como reemplazo directo de los packs NiMh o packs Lipo sin necesidad de un regulador de voltaje, ya que entregan 6,6V, algo menos que los packs de 7,4V, los cuales suelen requerir bajar su voltaje con un regulador hasta los 6,0V. En cambio, en aeromodelismo, se prefieren las Lipo por su mayor densidad energética y potencia específica. FabricantesOptimumNano Energy Co. Ltd. es un fabricante basado en China, líder mundial de baterías de fosfato de litio y hierro (LiFePO4) y el quinto productor más grande de baterías de iones de litio para movilidad eléctrica con una capacidad de 5,5 GWh. Second Life Battery, S.L. es un fabricante español que se dedica a la reutilización de baterías de vehículos eléctricos para su uso doméstico e industrial. Véase también
Referencias
Enlaces externos
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