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Baterías de Fosfato de Hierro y Litio (LFP) – Pros y contras

2022-07-11

Introducción:

La LFP (Lithium Ferrophosphate o Fosfato de Hierro y Litio) se está convirtiendo actualmente en una de las baterías de almacenamiento de energía más populares. Son muchas veces más livianas que las baterías de plomo-ácido y tienen una vida útil mucho mayor, con una expectativa de más de 3000 ciclos (más de 8 años). El costo inicial ha bajado hasta el punto de que la mayoría de los bancos de baterías LFP alcanzan la paridad con los costos de las baterías de plomo-ácido después de solo 4 años. En algunos casos, el costo total de entrega de las baterías LFP ha sido inferior al de las AGM debido a los altos costos de envío basados en el peso. Sin embargo, deben ser enviadas como mercancías peligrosas de clase 9, lo que puede aumentar los precios de envío en ciertas circunstancias.

Pros:

Vida útil extendida:

Estas baterías LFP tienen una vida útil de ciclo prevista de 3000 a 10.000 ciclos. Esto equivale a entre 8 y 20 años de ciclos profundos diarios.
Las baterías de plomo-ácido suelen tener una vida útil típica de aproximadamente 1500 ciclos (4 años) en instalaciones tropicales. La vida máxima de una batería de plomo-ácido puede llegar hasta 3500 ciclos, pero esto supone que la batería se ciclojea únicamente hasta un 35% de profundidad de descarga (DOD) y se mantiene siempre a 75ºF.

Mayor eficiencia:

Las baterías LFP tienen una eficiencia del 98%. Esto significa que cuando introduces 100 amperio-horas en una batería LFP, obtienes aproximadamente 98 Ah de vuelta.
Las baterías de ácido-plomo (sumergidas, GEL, AGM) tienen una eficiencia de solo alrededor del 80%. Esto significa que cuando introduces 100 amperio-horas en baterías de ácido-plomo, obtienes aproximadamente 80 Ah de vuelta.

Tiempo de absorción más corto:

Estas baterías LFP solo necesitan alcanzar el voltaje de absorción durante unos pocos minutos antes de quedar completamente cargadas.
Las baterías de ácido-plomo necesitan entre 4 y 12 horas de tiempo de absorción. Esto puede ser difícil de lograr en sistemas eléctricos solares.

No dañado por estado de carga parcial (PSOC):

Las baterías LFP no necesitan alcanzar el 100% de estado de carga (SOC) con regularidad.
Las baterías de ácido plomo deben cargarse regularmente hasta alcanzar un 100% de SOC. De lo contrario, se degradan. Esto puede llevar a poner en marcha un generador durante la temporada de lluvias, y con el tiempo de absorción de 4 horas, esto puede resultar en el uso de una gran cantidad de combustible.

Largos tiempos de envío, suspensiones de empleo y ausencias prolongadas:

Estas baterías LFP no sufrirán, en circunstancias normales, de largos tiempos de envío. Estas baterías también pueden almacenarse sin usar hasta por 1 año sin necesidad de mantenimiento.
Las baterías de ácido de plomo se degradarán después de solo 3 meses en el transporte. Las licencias y las ausencias prolongadas también pueden dañar las baterías de ácido de plomo.

Operación a alta temperatura:

Estas baterías LFP pueden operarse a cualquier temperatura entre 32ºF y 120ºF, con poca degradación.
La vida útil de ciclo de las baterías de plomo-ácido se deteriorará más rápidamente a temperaturas más altas. Por cada 15ºF por encima de 75ºF, la vida útil de ciclo de una batería de plomo-ácido se reduce a la mitad.

Liviano:

Con solo 30 libras cada una, un banco típico de baterías LFP (5) pesará 150 libras.
Una batería de plomo-ácido típica puede pesar 180 libras cada una, y un banco de baterías puede pesar más de 650 libras.
Estas baterías LFP se basan en la química del fosfato de hierro y litio, que es una de las químicas más seguras para baterías de litio y no es propensa a la propagación térmica.

Contras:

Precio:

Una batería LFP costará aproximadamente el doble que una batería AGM equivalente de alta calidad.
El retorno de inversión típico es de 5 años, cuando un banco AGM necesitaría ser reemplazado.
Si solo necesitará baterías durante 4 a 6 años, las de ácido de plomo podrían ser una mejor opción.

Baja capacidad de reserva:

Debido al precio y a la profundidad de ciclo prevista, las baterías LFP contarán con una capacidad de reserva muy pequeña (alrededor del 20%) integrada en el banco. Si tenemos un objetivo de diseño de 65% de profundidad de descarga (DOD) diaria (descargando hasta un 35% de estado de carga [SOC] diariamente), esto deja muy poca energía sobrante en reserva. Esto podría significar que un usuario deba poner en marcha un generador o reducir las cargas con mayor frecuencia.
Los bancos de baterías de plomo-ácido están diseñados teniendo en cuenta una capacidad de reserva (aproximadamente el 45%). Un banco de baterías de plomo-ácido típico para un sistema solar eléctrico estará diseñado para descargarse hasta un 35% de DOD (o un 65% de SOC completo) diariamente. Esto deja un 65% en las baterías como reserva. En ocasiones, las baterías de plomo-ácido pueden descargarse hasta un 80% de DOD (20% de SOC).

Sujeto a daños si se carga en exceso o en defecto:

Alta tensión (15 voltios o más) puede dañar una batería LFP.
Sobredescargar una batería LFP hasta el punto en que se apaga también puede ser perjudicial.
Es muy importante que una batería LFP nunca se sobrecargue (utilice equipos de alta calidad) y es igualmente importante no dejar que las baterías se descarguen por completo (supervise el voltaje y cargue mediante un generador cuando esté bajo). No recomendamos dejar las baterías BattleBorn conectadas a cargas sin supervisión durante más de 2 semanas.

Puede ser más susceptible a daños por rayos:

Las baterías LFP tienen electrónica sensible en el interior de cada batería. Estas pueden ser potencialmente dañadas por picos y sobretensiones de voltaje provocados por rayos cercanos. La supresión de sobretensiones está integrada en la caja combinadora de baterías para ayudar a mitigar esta posibilidad.
Las baterías de ácido-plomo tienen una probabilidad mucho menor de dañarse por un rayo cercano, a menos que el equipo de carga esté dañado y las baterías no reciban una carga adecuada.

Envío:

El factor de forma pequeño y liviano de estas baterías puede hacer que sean más fáciles de transportar. Sin embargo, se trata de una tecnología de baterías de litio que está plenamente regulada como mercancía peligrosa según la normativa UN3480. Todos los expedidores deben estar certificados conforme a la normativa UN3480 antes de que les esté permitido por ley enviar estas baterías. En algunas circunstancias, esto puede generar tarifas elevadas e incluso el rechazo al transporte.

Fuente: https://offgridtech.org/tech-updates-online/2021/lithium-iron-phosphate-batteries-pros-and-cons/?fbclid=IwAR3AyX8iW6QEI8lr7qCixUh_CL1uLYy_lRcAkCIqL_8zkeYCCgmIamFOwsk

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