Las baterías de iones de litio, una tecnología relativamente nueva, han alterado el panorama tradicional del almacenamiento de energía y han modificado la forma en que alimentamos nuestros dispositivos. Las baterías de iones de litio se han convertido en la principal tecnología de baterías, desde nuestros aparatos personales hasta los vehículos eléctricos y desde la energía solar residencial hasta la de red. Según la Administración de Información Energética de EE.UU., "la tecnología de iones de litio se utilizó en más de 90% de la potencia instalada y la capacidad energética de almacenamiento de baterías a gran escala que operaba en Estados Unidos a finales de 2019."
Aunque populares, siguen siendo baterías secundarias y deben cargarse de forma eficiente y segura. Ahí es donde entran en juego los cargadores de baterías de iones de litio. Un buen cargador de baterías de iones de litio no sólo está diseñado para proporcionar un voltaje (y una corriente) de carga óptimos, sino que también incorpora funciones de seguridad para evitar que las baterías se sobrecarguen, se sobrecalienten y otros riesgos para la seguridad.
En las líneas que siguen, examinaremos más de cerca los cargadores de baterías de iones de litio, las topologías más populares y lo que hay que tener en cuenta a la hora de elegir cargadores que se ajusten a sus necesidades. Tanto si diseña baterías como si es fabricante, proveedor o usuario ocasional, comprender los fundamentos de la carga de baterías de iones de litio le ayudará a optimizar sus sistemas de almacenamiento de energía y a cumplir sus objetivos empresariales.
No todas las baterías de iones de litio tienen el mismo diseño, ni tampoco los cargadores que necesitan. Desde la química hasta la capacidad y la aplicación, las baterías de iones de litio son de varios tipos. Aquí tienes un desglose de los factores que debes tener en cuenta a la hora de elegir tu cargador de baterías de iones de litio.
Compatibilidad de la batería
A la hora de elegir un cargador de baterías de iones de litio, es importante tener en cuenta la compatibilidad del cargador con la batería. Los dos factores principales a tener en cuenta son el voltaje y la composición química, y la capacidad y el tiempo de carga.
Tensión y química
Las baterías de iones de litio vienen en varios voltajes y químicas: fosfato de hierro y litio (LiFePO4), óxido de manganeso y litio (LiMn2O4) y óxido de cobalto y litio (LiCoO2) son algunas de las químicas más utilizadas. Aunque todas ellas son baterías de iones de litio, no todos los cargadores son compatibles con todos los tipos de batería.
Para elegir el cargador adecuado, compruebe las especificaciones de su batería para asegurarse de que el cargador que elija se adapte bien al voltaje y a la composición química de su batería. Cargar una batería con un voltaje o una composición química incorrectos puede provocar daños permanentes en la batería, reducir su capacidad y vida útil, o incluso crear un riesgo para la seguridad.
Del mismo modo, las capacidades de comunicación de su cargador también importan: tienen que ser superiores. Hablando de eso, los cargadores de baterías de iones de litio de One Pointech vienen con protocolos 485 o CAN, lo que le permite integrarse sin problemas con un sistema de almacenamiento de energía más amplio.
Capacidad y tiempo de carga
En segundo lugar, las distintas baterías tienen capacidades diferentes, lo que influye en su tiempo de carga y en el tipo de cargador que necesitan. La capacidad de una batería se mide en amperios-hora (Ah), lo que indica la cantidad de energía que puede almacenar. Comprueba las especificaciones de tu batería para determinar su capacidad y el tiempo de carga recomendado.
Asegúrate de que el cargador que elijas pueda manejar la capacidad de tu batería y cargarla en el tiempo recomendado. Por ejemplo, si tiene una batería de 1000 mAh, un cargador con una corriente de carga de 500 mA tardará aproximadamente 2 horas en cargar la batería por completo. La sobrecarga de una batería o el uso de un cargador con una capacidad insuficiente puede reducir la vida útil y el rendimiento de la batería, además de provocar su fallo prematuro.
Requisitos de carga
Al seleccionar un cargador de baterías li-ion, no puede ignorar los requisitos de carga de su batería. Tres factores principales a tener en cuenta son la velocidad de carga, el número de baterías y las características de seguridad incorporadas en la batería.
Velocidad de carga
Para algunos usuarios, esto puede no ser un factor decisivo. Pero si se trata de una empresa con horarios ajustados, la velocidad de carga puede afectar a sus objetivos. Un cargador rápido puede ayudar a aumentar la productividad y reducir el tiempo de inactividad, más aún si tiene varias baterías que necesitan cargarse. Dependiendo de sus necesidades, puede necesitar un cargador que cargue la batería rápidamente. Por otro lado, puede que necesite un cargador que proporcione una carga más lenta y suave para preservar la vida útil de la batería.
La velocidad de carga se mide en amperios (A) o miliamperios (mA). La elección depende de tus necesidades y objetivos.
Número de pilas
En segundo lugar, ¿cuántas baterías quieres cargar? Algunos cargadores están diseñados para cargar una sola batería a la vez, mientras que otros pueden cargar varias baterías simultáneamente. Si tienes varios dispositivos que utilizan baterías de iones de litio, un cargador que pueda cargar más de una batería puede ahorrarte tiempo, molestias y, por supuesto, dinero.
Características de seguridad
Por último, tenga en cuenta las características de seguridad del cargador. Algunos cargadores de baterías de iones de litio incorporan funciones de seguridad como protección contra sobretensión (OVP), protección contra sobrealimentación (OPP), protección contra sobrecorriente (OCP), protección contra cortocircuito (SCP), protección contra sobretemperatura (OTP), protección contra caídas de tensión (BOP), protección contra corriente inversa (RCP), etc. Estas funciones de seguridad evitan daños en la batería y reducen el riesgo de accidentes.
Si el cargador de la batería de iones de litio no tiene protección contra sobrecarga incorporada, puede hacer que la batería se caliente e incluso explote, mientras que un cortocircuito puede dañar tanto la batería como el cargador.
Portabilidad y comodidad
A continuación, tenemos la portabilidad y la comodidad. Estos dos factores son especialmente dignos de mención si se trata de una empresa con grandes bancos de baterías de carga.
Tamaño y peso del cargador
El tamaño y el peso del cargador desempeñan un papel importante en su portabilidad. Si necesita cargar baterías sobre la marcha, por ejemplo, mientras viaja, un cargador compacto y ligero se adaptará mejor a sus necesidades. Un cargador ligero y portátil también es práctico para los empleados que trabajan sobre el terreno o tienen que llevar varios cargadores consigo.
Por otro lado, si tiene baterías grandes, el tamaño y el peso serán grandes.
Opciones de carga
Algunos cargadores de baterías de iones de litio vienen con varias opciones de carga, como USB, carga inalámbrica o carga en la toma de pared, lo que te da más flexibilidad y control. Hay que tener cuidado: aunque algunos cargadores ofrecen varias opciones de carga, su rendimiento puede disminuir al cambiar las variables.
Durabilidad y calidad de construcción
Un cargador resistente y duradero puede soportar caídas e impactos, lo que garantiza una mayor duración y evita tener que sustituirlo con frecuencia. Por el contrario, un cargador fabricado con materiales de baja calidad o que no esté protegido contra condiciones adversas tendrá que ser sustituido antes.
Hablando de durabilidad, hay que comprobar la calidad del material, la temperatura ambiente a la que puede funcionar y, por último, la resistencia al agua. Esta última debe ser como mínimo IP65.
Facilidad de uso
No todo el mundo entiende los detalles técnicos de la carga de baterías. Si usted -o sus clientes, en caso de que sea una empresa- no son demasiado expertos en tecnología, piense en cargadores de iones de litio fáciles de usar. Un cargador fácil de usar con instrucciones fáciles de entender puede ayudar a reducir los errores y garantizar que los clientes puedan utilizarlo sin ayuda.
Topologías de carga utilizadas en los cargadores de baterías de iones de litio
Esta es la parte técnica, pero requiere atención. Cuando se trata de cargadores de baterías de iones de litio, se utilizan varias topologías de carga (métodos de carga), cada una con sus características y aplicaciones únicas.
La topología de corriente constante (CC) es la más utilizada en los cargadores de baterías de iones de litio. Consiste en suministrar una corriente constante a la batería hasta que alcanza un nivel de tensión específico, normalmente en torno a 4,2 V por celda. Esta topología es eficiente y adecuada para aplicaciones de carga rápida. La CC se utiliza generalmente en dispositivos electrónicos portátiles como teléfonos inteligentes, tabletas y ordenadores portátiles.
Otro método es la topología de tensión constante (CV), que suele utilizarse junto con la topología CC. Una vez que el voltaje de la batería alcanza el nivel recomendado, el cargador cambia a un modo de voltaje constante, en el que el voltaje se mantiene estable, pero la corriente de carga disminuye gradualmente hasta que la batería está completamente cargada. Esta topología es adecuada para cargar baterías de gran capacidad, como las de vehículos eléctricos, herramientas eléctricas y equipos industriales. Se ha demostrado que el método CV contribuye a mantener la salud de la batería a largo plazo.
También existe la topología de carga por impulsos. Consiste en suministrar ráfagas cortas de corriente alta a la batería, seguidas de periodos de descanso. El método de carga por impulsos es útil para revivir baterías que llevan mucho tiempo sin utilizarse, ya que puede acabar con la sulfatación y restaurar la capacidad de la batería. Sus aplicaciones más comunes son, entre otras, las fuentes de alimentación de reserva y los sistemas de respaldo.
Precio y valor
Ahora, la parte que puede romper algunos tratos: el precio y la relación calidad-precio. Hay diferentes tipos de cargadores disponibles en el mercado, y cada tipo viene con su propio punto de precio. Puedes conseguir algunos cargadores a un precio increíblemente bajo, mientras que otros te costarán más. Sin embargo, es importante tener en cuenta no sólo el coste inicial del cargador, sino también el valor que ofrece a largo plazo. Por ejemplo, un cargador de precio más alto con una mayor eficiencia puede ahorrar dinero a largo plazo al reducir los costes de electricidad o simplemente tener una vida útil más larga.
También es importante recordar que la opción más barata no siempre es la mejor. Un cargador de baja calidad puede dañar la batería, lo que reduce su vida útil y su rendimiento y obliga a sustituirla con más frecuencia. Aunque tenga un precio más elevado, invertir en un cargador de calidad puede ser una solución más rentable. Es importante encontrar un equilibrio entre precio y valor a la hora de elegir un cargador de baterías de iones de litio.
El compromiso de la marca con la I+D
Por último, ¿la marca que elija invierte mucho en investigación y desarrollo? Aunque muchos lo pasan por alto, no deja de ser un factor determinante. Si elige una marca que se mantiene al día de los últimos avances en el sector tecnológico, obtendrá productos fiables con una mejor relación calidad-precio.
En One Pointech estamos especialmente comprometidos con la investigación y el desarrollo, lo que nos permite ir un paso por delante de nuestros competidores. Por ejemplo, todos nuestros cargadores li-ion son de última generación e incorporan los últimos tecnología de resonancia de conmutación suave. Como en los cargadores de iones de litio hay conversión de CA a CC, pueden producirse algunas pérdidas. Sin embargo, con nuestra tecnología de conmutación de resonancia suave (SR), esta conmutación es suave, sin pérdidas, y garantiza una mayor eficiencia de hasta 96%.