Ventajas y desventajas de las baterías de Plomo Ácido y Litio (ION/LiPo/LiFEPO4/NMC)

En las tecnologías habituales utilizadas en automoción y en almacenaje de energía eléctrica, se utilizan en gran medida las baterías convencionales de plomo ácido, y las baterías de litio en sus diferentes modalidades.

Todas las baterías se componen de un ánodo, un cátodo, el electrolito (Sirve para comunicar el ánodo con el cátodo y generar electricidad), y un separador en el caso de las baterías de litio, para evitar que se produzca un cortocircuito interno por la potencia, que podría comprometer a la batería y al sistema conectado.

Funcionamiento en baterías de Plomo Ácido a la izquierda, y en litio (ION) a la derecha.*


Plomo Ácido

Dentro del plomo ácido, hay una distinción que en litio no existe, la separación entre baterías de arranque de automoción, que soportan picos de descarga muy altos durante pocos segundos, y baterías de ciclo profundo (Y algunas duales), que soportan descargas más profundas de la batería. En la tabla adjunta, solo nos fijaremos en las ventajas y desventajas de las baterías de arranque. Las baterías de acumulación son de plomo ácido habitual, con la diferencia de tener las placas internas mucho más gruesas, para mejorar su capacidad de almacenaje con respecto a baterías de automoción.

Tecnología Plomo ArranqueVentajasDesventajas
Plomo ÁcidoCoste más bajo
Gran cantidad de aplicaciones
Son seguras
Pocos ciclos de descarga
Reciclaje
AGM/EFB o GELMayor respuesta a descargas para coches tipo Start-Stop
Más ciclos de carga descarga
Coste más alto
Reciclaje
Spiral Cell (OPTIMA)Más amperaje en menor espacio
Soportan bien las descargas
El coste más alto de las 3
Pocos modelos
Reciclaje

Litio (NMC/ION/LiPO/LiFEPO4)

Las baterías de litio son una mejora sustancial sobre las baterías de plomo en muchos factores, sobre todo en su peso y en su capacidad de almacenamiento y descarga.

En general, el litio gana sobre el plomo en dos factores:
Soporta descargas más profundas que el plomo ácido convencional, no tienen efecto memoria y su almacenamiento de energía es mucho mayor con un peso hasta 10 veces inferior. Si la batería es de alta calidad, también soporta más ciclos de descarga que las habituales baterías de plomo
La desventaja habitual son los posibles problemas en su incorrecta manipulación, sobre todo a altas temperaturas, más peligrosas que los acumuladores basados en Plomo, y que aún no se pueden utilizar de forma convencional para vehículos de automoción, por la menor capacidad que tienen de ofrecer picos muy altos de descarga (A pesar de que el LiFEPO4 es capaz de dar más de 100 o 200 Amperios de seguido incluso durante horas, las baterías de plomo ácido en arranque pueden llegar a suministrar más de 900 Amperios durante 10 segundos, necesario para los motores de combustión, no así para los motores eléctricos)

Tecnología LitioVentajasDesventajas
Litio NMCMuy extendida en sus primeras aplicaciones en vehículos como carros de golf
Si tiene una buena electrónica, es la más segura.
Muy inflamables a altas temperaturas.
Menor soporte a ciclos profundos
Litio ION (Li-ION)
Electrolito líquido
La más extendida por el momento.
Bajo coste (En comparación con otras alternativas en litio)
Inflamables a altas temperaturas
o golpes
Litio ION (Li-Po)
Electrolito sólido
Es la más inestable puesto que al perforarlo la batería explota (Se perfora el separador).
Son los estándar al tener el electrolito sólido.
Mejor desempeño y menos desgaste
Coste más alto
Tienen menos capacidad que el litio-ION
Inflamables a altas temperaturas
o golpes
Litio Ferrofosfato
(LiFEPO4)
Más seguras que el litio ION y litio NMC
Más ciclos de carga y descarga
Seguras ante altas temperaturas y/o golpes
El coste más alto de todos al estar menos extendido

*Imágenes extraídas de: http://navarrof.orgfree.com/Docencia/Quimica/UT4/electro2.htm y https://es.quora.com/Por-qu%C3%A9-se-degradan-las-bater%C3%ADas-de-los-m%C3%B3viles-iones-de-litio