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[[Special:MyLanguage/Lead acid battery|Baterías de plomo ácido]] continúan siendo el estándar para los sistemas de almacenamiento de energía a nivel mundial debido a su bajo costo, confiabilidad y disponibilidad. Las baterías de ion de litio están comenzando a usarse con más frecuencia en los sistemas de almacenamiento de energía, ya que ofrecen varias características atractivas para sistemas FV autónomos. Existe una variedad de diferentes químicas de ion de litio, pero hay dos en particular que han surgido como las tecnologías más populares para sistemas FV autónomos: litio, hierro y fosfato (LFP) y litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC).
 
[[Special:MyLanguage/Lead acid battery|Baterías de plomo ácido]] continúan siendo el estándar para los sistemas de almacenamiento de energía a nivel mundial debido a su bajo costo, confiabilidad y disponibilidad. Las baterías de ion de litio están comenzando a usarse con más frecuencia en los sistemas de almacenamiento de energía, ya que ofrecen varias características atractivas para sistemas FV autónomos. Existe una variedad de diferentes químicas de ion de litio, pero hay dos en particular que han surgido como las tecnologías más populares para sistemas FV autónomos: litio, hierro y fosfato (LFP) y litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC).
  
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Las baterías de ion de litio se componen de muchas celdas pequeñas que están cableadas en serie y en paralelo para lograr el voltaje nominal deseado. Estas celdas son muy sensibles a la sobrecarga y, por lo tanto, requieren un sistema de gestión de batería (SGB) o (BMS en íngles) para garantizar una carga adecuada de la batería. La carga incorrecta no solo puede dañar irreparablemente las baterías, sino que también puede provocar un evento de fuga térmica con baterías NMC en el que la temperatura de una batería ya no se puede controlar y aumenta hasta el punto de que el equipo se daña o se provoca un incendio.
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Las baterías de ion de litio se componen de muchas celdas pequeñas que están cableadas en serie y en paralelo para lograr la tensión nominal deseada. Estas celdas son muy sensibles a la sobrecarga y, por lo tanto, requieren un sistema de gestión de batería (SGB) o (BMS en íngles) para garantizar una carga adecuada de la batería. La carga incorrecta no solo puede dañar irreparablemente las baterías, sino que también puede provocar un evento de fuga térmica con baterías NMC en el que la temperatura de una batería ya no se puede controlar y aumenta hasta el punto de que el equipo se daña o se provoca un incendio.
  
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The design of lithium-ion batteries and the presence of a BMS systems means that the batteries are designed to function at a set nominal voltage and are not intended to be wired in series like is done with lead acid batteries. They are sold in 12 V, 24 V, and 48 V nominal voltages that can be wired in parallel to achieve the desired Ah or kWh capacity. One of the advantages of the BMS systems that accompany each battery is that proper charging is ensured for all batteries connected in parallel meaning that there is typically no limited to the number of batteries that can be put in parallel like exists with lead acid batteries (it is best to limit the number of lead acid batteries in parallel to no more than three strings to ensure proper charging).
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El diseño de las baterías de iones de litio y la presencia de un sistema SGB significa que las baterías están diseñadas para funcionar a una tensión nominal establecido y no están diseñadas para conectarse en serie como se hace con las baterías de plomo ácido. Se venden en tensiónes nominales que se pueden cablear en paralelo para lograr la capacidad Ah o kWh deseada. Una de las ventajas de los sistemas BMS que acompañan a cada batería es que se garantiza una carga adecuada para todas las baterías conectadas en paralelo, lo que significa que, por lo general, no hay un límite en la cantidad de baterías que se pueden poner en paralelo como ocurre con las baterías de plomo ácido (es mejor limitar la cantidad de baterías de plomo-ácido en paralelo a no más de tres cadenas para garantizar una carga adecuada).
  
 
==Lithium ion battery types==
 
==Lithium ion battery types==
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[[File:Lithiumcomparison200103.png|thumb|'''Diagrams comparing different lithium-ion battery types. The outermost ring is the highest rating/performance. Innermost ring is the lowest rating/perfomance.'''<br/> ''(1)'' Energy density ''(2)'' Power density ''(3)'' Safety ''(4)'' Toxicity ''(5)'' Cycle life ''(6)'' Cost]]
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[[File:Lithiumcomparison200103.png|thumb|'''Diagramas que comparan diferentes tipos de baterías de iones de litio. El anillo más externo es la calificación o rendimiento más alto. El anillo más interno es la calificación o rendimiento más bajo.'''<br/> ''(1)'' Densidad de energía ''(2)'' Densidad de potencia ''(3)'' Seguridad ''(4)'' Toxicidad ''(5)'' Vida útil ''(6)'' Costo]]
  
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Lithium iron phosphate (LFP) and Lithium nickel manganese cobalt (NMC) each have distinct advantages that lend themselves to different applications.
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Las baterías de litio, hierro y fosfato (LFP) y de litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC) tienen ventajas distintas que pueden ser útiles en diferentes aplicaciones.
  
 
====LFP====
 
====LFP====
  
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LFP batteries have emerged as the preferred technology for stand-alone applications as they offer several advantages when compared to NMC batteries: a longer cycle life, a lower price point per kWh, a less toxic chemistry, and a lower probability of thermal runaway events. The characteristics of LFP batteries enable manufacturers to build smaller batteries that can function as drop-in replacements for lead acid batteries in many different systems.
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Las baterías LFP se han convertido en la tecnología preferida para sistemas autónomos, ya que ofrecen varias ventajas en comparación con las baterías NMC: un ciclo de vida más largo, un precio más bajo por kWh, una química menos tóxica y una menor probabilidad de eventos de fuga térmica. Las características de las baterías LFP permiten a los fabricantes construir baterías más pequeñas que pueden funcionar como reemplazos directos de las baterías de plomo-ácido en muchos sistemas diferentes.
  
 
====NMC====
 
====NMC====
  
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The main advantage of NMC batteries is that they have a higher energy density (can store more energy for the same volume/weight) and can function with higher charge/discharge currents. NMC batteries are typically found in larger integrated systems like those built by LG Chem and Tesla.
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La principal ventaja de las baterías NMC es que tienen una mayor densidad de energía (pueden almacenar más energía por el mismo volumen y peso) y pueden funcionar con corrientes de carga y descarga más altas. Las baterías NMC se encuentran típicamente en sistemas integrados más grandes como los construidos por LG Chem y Tesla.
  
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==Compatibility with other equipment==
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==Compatibilidad con otros equipos==
  
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It is important to make sure that any equipment used with lithium-ion batteries is compatible with them. Many have different parameters/voltages than lead acid batteries that will require additional programming. These parameters vary significantly - consult the manual or manufacturer of any battery being considered.
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Es importante asegurarse de que cualquier equipo que se utilice con baterías de iones de litio sea compatible con ellas. Muchos tienen diferentes parámetros y tensiónes que las baterías de plomo ácido que requerirán programación adicional. Estos parámetros varían significativamente; consulte el manual o el fabricante de cualquier batería que esté considerando.
  
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==Battery storage==
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==Almacenamiento seguro de baterías==
  
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Lithium-ion batteries often come with enclosures or racks provided by the manufacturer. The manual and manufacturer should be consulted to determine the appropriate means of storage. They should be stored in an enclosure or room that prevents unauthorized access via a lock. If being installed in a harsh environment, it is ideal if they are kept in a climate-controlled environment. They cannot be charged below 0°C.  
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Las baterías de ion de litio a menudo vienen con gabinetes o parillas proporcionados por el fabricante. Se debe consultar el manual y el fabricante para determinar el medio de almacenamiento apropiado. Deben almacenarse en un espacio o habitación que evite el acceso no autorizado a través de una cerradura. Si se instala en un entorno hostil, es ideal si se mantienen en un entorno de clima controlado. No se pueden cargar por debajo de 0 ° C.  
  
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==Safety==
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==Seguridad==
  
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Lithium-ion batteries are always sealed and do not, except during an a thermal runaway event or an accident, present a risk for exposure to hazardous chemicals. In the case of electrical hazards, they still carry risks of arc flashes and a potential for shocks with higher voltage systems, but they are also typically safer than lead acid batteries when it comes to electrical hazards as they often have additional safety measures provided by the battery management system, overcurrent protection devices, or an integrated disconnect. These measures work to ensure that the battery does not provide current unless properly connected and activated by the installer.
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Las baterías de ion de litio siempre están selladas y, excepto durante un evento de fuga térmica o un accidente, no presentan un riesgo de exposición a productos químicos peligrosos. En el caso de los peligros eléctricos, todavía conllevan riesgos de arco eléctrico y un potencial de descargas con sistemas de tensión más alta, pero también suelen ser más seguros que las baterías de plomo ácido cuando se trata de peligros eléctricos, ya que a menudo tienen medidas de seguridad adicionales proporcionadas por el sistema de gestión de batería, dispositivos de protección contra sobrecorriente o una desconexión integrada. Estas medidas funcionan para garantizar que la batería no proporcione corriente a menos que el instalador la conecte y active correctamente.
  
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==Recyclability==
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==Reciclabilidad==
  
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Recycling lithium-ion batteries can be somewhat of a challenge when compared to lead acid batteries which have a global recycling network. This is partly because many of materials that they contain are not as valuable as lead, but also because the recycling processes are more complicated which has limited the number of facilities globally that are capable of handling them. The appropriate way to recycle a battery depends upon the manufacturer and its chemistry - they manufacturer will be the best resource for determining how to dispose of batteries. Many LFP batteries contain no hazardous chemicals, which is a distinct advantage over lead acid batteries and NMC batteries.  
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El reciclaje de baterías de ion de litio puede ser un desafío en comparación con las baterías de plomo ácido que tienen una red global de reciclaje. Esto se debe en parte a que muchos de los materiales que contienen no son tan valiosos como el plomo, pero también a que los procesos de reciclaje son más complicados, lo que ha limitado el número de instalaciones a nivel mundial que son capaces de manipularlos. La forma adecuada de reciclar una batería depende del fabricante y su composición química; el fabricante será el mejor recurso para determinar cómo desechar las baterías. Muchas baterías LFP no contienen productos químicos peligrosos, lo que es una clara ventaja sobre las baterías de plomo-ácido y las baterías NMC.  
  
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==Comparison with lead acid batteries==
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==Comparación con baterías de plomo ácido==
  
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Lithium-ion batteries have both advantages and disadvantages with compared with lead acid batteries.
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Las baterías de ion de litio tienen ventajas y desventajas en comparación con las baterías de plomo-ácido.
  
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====Advantages:====
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====Ventajas:====
  
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*Higher energy density. They can store significantly more energy in the same space/weight.
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*Mayor densidad energética. Pueden almacenar mucha más energía en el mismo espacio / peso.
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*Longer cycle life. They can provide 2-3 times as many cycles as lead acid batteries.
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*Mayor vida útil. Pueden proporcionar 2-3 veces más ciclos que las baterías de plomo-ácido.
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*Can accept a high charge current until nearly completely full - no absorption phase is required. This allows allows more rapid and efficient charging during the limited daylight hours when the PV source is operating or when running a generator.
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*Puede aceptar una corriente de carga alta hasta que esté casi completamente llena; no se requiere fase de absorción. Esto permite una carga más rápida y eficiente durante las limitadas horas de luz cuando la fuente FV está funcionando o cuando un generador está funcionando.
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*Higher round trip efficiency. 95-98% as compared to 80-90% efficiency for lead acid batteries.
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*Mayor eficiencia de ida y vuelta. 95-98% en comparación con 80-90% de eficiencia para baterías de plomo ácido.
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*Higher depth of discharge. 80-100% with each cycle is possible as compared to recommended maximum of 50% with lead acid batteries.
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*Mayor profundidad de descarga. Es posible un 80-100% con cada ciclo en comparación con el máximo recomendado del 50% con las baterías de plomo-ácido.
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*Voltage is not very responsive to temperature, which means that lithium ion batteries perform better in warm temperatures. Temperature compensated charging is not required.
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*La tensión no responde mucho a la temperatura, lo que significa que las baterías de iones de litio funcionan mejor en temperaturas cálidas. No se requiere carga con compensación de temperatura.
  
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====Disadvantages:====
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====Desventajas:====
  
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*Higher upfront investment. Although the cost per cycle of some lithium-ion energy storage systems is comparable to that of lead acid batteries.
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*Mayor inversión inicial. Aunque el costo por ciclo de algunos sistemas de almacenamiento de energía de iones de litio es comparable al de las baterías de plomo-ácido.
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*Very sensitive to over-discharging and over-charging. The amount of current that can be inputted/outputted is limited and if exceeded can irreparably damage the batteries.  
+
*Muy sensible a la sobrecarga y la sobrecarga. La corriente de entrada y salida es limitada y si se excede puede dañar irreparablemente las baterías.
−
*Require a battery management system.
+
*Requiere un sistema de gestión de batería.
−
*Risk of thermal runaway events.
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*Riesgo de eventos de fugas térmicas.
−
*Far more sensitive to low temperatures. Cannot be charged below 0°C.
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*Mucho más sensible a las bajas temperaturas. No se puede cargar por debajo de 0°C.
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*Limited availability.
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*Disponibilidad limitada.
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*Limited compatible equipment availability.
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*Disponibilidad limitada de equipos compatibles.
  
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==Notes/references==
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==Notas/referencias==
  
 
[https://www.energy.gov/sites/prod/files/2019/07/f65/Storage%20Cost%20and%20Performance%20Characterization%20Report_Final.pdf Hydrowires - Energy Storage Technology and Cost Characterization Report]<br />
 
[https://www.energy.gov/sites/prod/files/2019/07/f65/Storage%20Cost%20and%20Performance%20Characterization%20Report_Final.pdf Hydrowires - Energy Storage Technology and Cost Characterization Report]<br />

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Baterías de plomo ácido continúan siendo el estándar para los sistemas de almacenamiento de energía a nivel mundial debido a su bajo costo, confiabilidad y disponibilidad. Las baterías de ion de litio están comenzando a usarse con más frecuencia en los sistemas de almacenamiento de energía, ya que ofrecen varias características atractivas para sistemas FV autónomos. Existe una variedad de diferentes químicas de ion de litio, pero hay dos en particular que han surgido como las tecnologías más populares para sistemas FV autónomos: litio, hierro y fosfato (LFP) y litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC).

Las baterías de ion de litio se componen de muchas celdas pequeñas que están cableadas en serie y en paralelo para lograr la tensión nominal deseada. Estas celdas son muy sensibles a la sobrecarga y, por lo tanto, requieren un sistema de gestión de batería (SGB) o (BMS en íngles) para garantizar una carga adecuada de la batería. La carga incorrecta no solo puede dañar irreparablemente las baterías, sino que también puede provocar un evento de fuga térmica con baterías NMC en el que la temperatura de una batería ya no se puede controlar y aumenta hasta el punto de que el equipo se daña o se provoca un incendio.

El diseño de las baterías de iones de litio y la presencia de un sistema SGB significa que las baterías están diseñadas para funcionar a una tensión nominal establecido y no están diseñadas para conectarse en serie como se hace con las baterías de plomo ácido. Se venden en tensiónes nominales que se pueden cablear en paralelo para lograr la capacidad Ah o kWh deseada. Una de las ventajas de los sistemas BMS que acompañan a cada batería es que se garantiza una carga adecuada para todas las baterías conectadas en paralelo, lo que significa que, por lo general, no hay un límite en la cantidad de baterías que se pueden poner en paralelo como ocurre con las baterías de plomo ácido (es mejor limitar la cantidad de baterías de plomo-ácido en paralelo a no más de tres cadenas para garantizar una carga adecuada).

Lithium ion battery types

Diagramas que comparan diferentes tipos de baterías de iones de litio. El anillo más externo es la calificación o rendimiento más alto. El anillo más interno es la calificación o rendimiento más bajo.
(1) Densidad de energía (2) Densidad de potencia (3) Seguridad (4) Toxicidad (5) Vida útil (6) Costo

Las baterías de litio, hierro y fosfato (LFP) y de litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC) tienen ventajas distintas que pueden ser útiles en diferentes aplicaciones.

LFP

Las baterías LFP se han convertido en la tecnología preferida para sistemas autónomos, ya que ofrecen varias ventajas en comparación con las baterías NMC: un ciclo de vida más largo, un precio más bajo por kWh, una química menos tóxica y una menor probabilidad de eventos de fuga térmica. Las características de las baterías LFP permiten a los fabricantes construir baterías más pequeñas que pueden funcionar como reemplazos directos de las baterías de plomo-ácido en muchos sistemas diferentes.

NMC

La principal ventaja de las baterías NMC es que tienen una mayor densidad de energía (pueden almacenar más energía por el mismo volumen y peso) y pueden funcionar con corrientes de carga y descarga más altas. Las baterías NMC se encuentran típicamente en sistemas integrados más grandes como los construidos por LG Chem y Tesla.

Compatibilidad con otros equipos

Es importante asegurarse de que cualquier equipo que se utilice con baterías de iones de litio sea compatible con ellas. Muchos tienen diferentes parámetros y tensiónes que las baterías de plomo ácido que requerirán programación adicional. Estos parámetros varían significativamente; consulte el manual o el fabricante de cualquier batería que esté considerando.

Almacenamiento seguro de baterías

Las baterías de ion de litio a menudo vienen con gabinetes o parillas proporcionados por el fabricante. Se debe consultar el manual y el fabricante para determinar el medio de almacenamiento apropiado. Deben almacenarse en un espacio o habitación que evite el acceso no autorizado a través de una cerradura. Si se instala en un entorno hostil, es ideal si se mantienen en un entorno de clima controlado. No se pueden cargar por debajo de 0 ° C.

Seguridad

Las baterías de ion de litio siempre están selladas y, excepto durante un evento de fuga térmica o un accidente, no presentan un riesgo de exposición a productos químicos peligrosos. En el caso de los peligros eléctricos, todavía conllevan riesgos de arco eléctrico y un potencial de descargas con sistemas de tensión más alta, pero también suelen ser más seguros que las baterías de plomo ácido cuando se trata de peligros eléctricos, ya que a menudo tienen medidas de seguridad adicionales proporcionadas por el sistema de gestión de batería, dispositivos de protección contra sobrecorriente o una desconexión integrada. Estas medidas funcionan para garantizar que la batería no proporcione corriente a menos que el instalador la conecte y active correctamente.

Reciclabilidad

El reciclaje de baterías de ion de litio puede ser un desafío en comparación con las baterías de plomo ácido que tienen una red global de reciclaje. Esto se debe en parte a que muchos de los materiales que contienen no son tan valiosos como el plomo, pero también a que los procesos de reciclaje son más complicados, lo que ha limitado el número de instalaciones a nivel mundial que son capaces de manipularlos. La forma adecuada de reciclar una batería depende del fabricante y su composición química; el fabricante será el mejor recurso para determinar cómo desechar las baterías. Muchas baterías LFP no contienen productos químicos peligrosos, lo que es una clara ventaja sobre las baterías de plomo-ácido y las baterías NMC.

Comparación con baterías de plomo ácido

Las baterías de ion de litio tienen ventajas y desventajas en comparación con las baterías de plomo-ácido.

Ventajas:

  • Mayor densidad energética. Pueden almacenar mucha más energía en el mismo espacio / peso.
  • Mayor vida útil. Pueden proporcionar 2-3 veces más ciclos que las baterías de plomo-ácido.
  • Puede aceptar una corriente de carga alta hasta que esté casi completamente llena; no se requiere fase de absorción. Esto permite una carga más rápida y eficiente durante las limitadas horas de luz cuando la fuente FV está funcionando o cuando un generador está funcionando.
  • Mayor eficiencia de ida y vuelta. 95-98% en comparación con 80-90% de eficiencia para baterías de plomo ácido.
  • Mayor profundidad de descarga. Es posible un 80-100% con cada ciclo en comparación con el máximo recomendado del 50% con las baterías de plomo-ácido.
  • La tensión no responde mucho a la temperatura, lo que significa que las baterías de iones de litio funcionan mejor en temperaturas cálidas. No se requiere carga con compensación de temperatura.

Desventajas:

  • Mayor inversión inicial. Aunque el costo por ciclo de algunos sistemas de almacenamiento de energía de iones de litio es comparable al de las baterías de plomo-ácido.
  • Muy sensible a la sobrecarga y la sobrecarga. La corriente de entrada y salida es limitada y si se excede puede dañar irreparablemente las baterías.
  • Requiere un sistema de gestión de batería.
  • Riesgo de eventos de fugas térmicas.
  • Mucho más sensible a las bajas temperaturas. No se puede cargar por debajo de 0°C.
  • Disponibilidad limitada.
  • Disponibilidad limitada de equipos compatibles.

Notas/referencias

Hydrowires - Energy Storage Technology and Cost Characterization Report
Chemical and Engineering News - It’s time to get serious about recycling lithium-ion batteries
Isidor Buchman - Batteries in a Portable World
Thomas Reddy - Linden's Handbook of Batteries, 4th Edition

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