Hay dos tipos de baterías para el motor de embarcación eléctrica: las baterías de plomo-ácido y las de litio. Cada tipo presenta características únicas en cuanto a densidad energética gravimétrica y volumétrica, vida útil, precio, aplicabilidad, políticas nacionales, etc.
En la actualidad, la densidad energética de las baterías de litio suele ser de 200-260 wh / g, mientras que la de las baterías de plomo-ácido suele ser de 50-70 wh / g. La densidad energética gravimétrica de las baterías de litio es de 3 a 5 veces mayor que la de las baterías de plomo-ácido. Esto significa que, con la misma capacidad, una batería de plomo-ácido pesa de 3 a 5 veces más que una batería de litio. Por eso, las baterías de litio tienen una ventaja indiscutible a la hora de reducir el peso de los dispositivos de almacenamiento de energía. La densidad energética volumétrica de una batería de litio suele ser aproximadamente 1,5 veces la de una batería de plomo-ácido. Así, a igual capacidad, una batería de litio ocupa alrededor de un 30 % menos que una de plomo-ácido. Actualmente, los sistemas de materiales más populares son el ternario y el litio-ferrofosfato. Las baterías de litio ternarias suelen superar los 500 ciclos, mientras que las de litio-ferrofosfato superan los 600 ciclos. Las baterías de plomo-ácido suelen alcanzar solo entre 300 y 350 ciclos. Por tanto, la vida útil de una batería de litio es aproximadamente de 1 a 2 veces la de una batería de plomo-ácido.
Sin embargo, hasta ahora las baterías de plomo-ácido todavía se utilizan en algunas máquinas grandes, como automóviles y botes de goma para pesca. Según la encuesta, el 86 % de los clientes opta por utilizar baterías de plomo-ácido. Las baterías de litio son ligeras, pequeñas y tienen una larga vida útil. Pero ¿por qué la gente sigue utilizando baterías de plomo-ácido?
1. Buena adaptabilidad
Las baterías de plomo-ácido tienen un buen rendimiento a bajas temperaturas y con corrientes altas. Al descargarse a una tasa de 10C a -10 ° C, pueden mantener una tensión superior a 10 V durante más de 90 s. Es suficiente para hacer frente a las condiciones adversas de la mayoría de las zonas. En cambio, el rendimiento de las baterías de iones de litio a bajas temperaturas es mucho peor: su capacidad de descarga se reduce drásticamente y resulta difícil utilizarlas en la práctica en zonas frías. Además, presentan características de corriente alta: la corriente instantánea es relativamente elevada cuando arranca el motor, y puede ser aún mayor en los motores de alta potencia. En cuanto a los materiales actuales de los electrodos positivo y negativo de las baterías de iones de litio, el grafito y el óxido de litio y cobalto no son materiales de ánodo de alta potencia. Su rendimiento disminuye drásticamente a alta potencia. Por eso, las baterías de litio no son adecuadas para usarse en entornos de baja temperatura. En cambio, las baterías de plomo-ácido ofrecen un rendimiento mucho mejor en estas condiciones.
2. Buena seguridad
La seguridad de las baterías de plomo-ácido es muy alta en los sistemas de baterías actuales.
1) Su capacidad para suministrar corrientes altas significa que es poco probable que la batería sufra accidentes.
2) Incluso en caso de accidente, los materiales de los electrodos positivo y negativo son compuestos de plomo. El líquido electrolítico también es una solución de ácido sulfúrico. No son inflamables y solo pueden provocar que ardan las piezas circundantes. El material del electrodo negativo de las baterías de iones de litio es el grafito, un tipo de material carbonoso inflamable. El electrolito es un disolvente de éster y una sal de litio. El disolvente de éster no solo es inflamable, sino también muy volátil. Si se libera una gran cantidad de calor, puede arder o incluso explotar durante una colisión; y las colisiones son inevitables al navegar. Las consecuencias de una explosión serían inimaginables.
3) Durante una descarga de alta corriente, las baterías de iones de litio tienden a formar dendritas de litio en el electrodo negativo, lo que provoca un cortocircuito interno y la explosión de la batería. Es algo que la industria de las baterías de litio reconoce ampliamente. De hecho, existen muchos otros problemas. Uno de los principales es la estabilidad del material del electrodo, afectada por el estado de carga (SOC) elevado que la batería mantiene durante mucho tiempo.
3. Bajo costo
El costo de las baterías de plomo-ácido es, sin duda, el más bajo. Los requisitos para los materiales de los electrodos, los electrolitos y el entorno de ensamblaje son mucho menos exigentes que los de las baterías de iones de litio. A igual capacidad, el precio de una batería de litio es aproximadamente de 3 a 5 veces el de una batería de plomo-ácido. Con el dinero que cuesta una batería de litio se pueden comprar de 3 a 5 baterías de plomo-ácido. Aunque las baterías de litio duran más, todavía no satisfacen plenamente las necesidades de los clientes.
4. Alto nivel de reciclaje
Se dice que las baterías de plomo-ácido contaminan el medioambiente y que las de iones de litio son ecológicas. En realidad, esto es un gran malentendido. Actualmente, uno de los mayores puntos fuertes de las baterías de plomo-ácido es su sistema de reciclaje. Se utilizan en motores y en fuentes de alimentación de arranque. Estos dos ámbitos están bien regulados: cuando necesitan cambiar la batería, los usuarios acuden a tiendas especializadas. ¿Por qué? ¡Pueden entregar las baterías usadas a cambio de dinero y comprar otras nuevas! Las baterías de iones de litio contienen menos metales pesados. Solo el material del electrodo positivo contiene cobalto. Sin embargo, su uso está muy extendido en todo el mundo. A largo plazo, esto sigue siendo un problema, pero no existe ningún mecanismo que le preste atención ni que recicle las baterías de litio.
En resumen, aunque las baterías de litio son pequeñas, ligeras y tienen una larga vida útil, todavía se utilizan en teléfonos móviles, tabletas y computadoras. Los equipos grandes que se venden actualmente utilizan baterías de plomo-ácido. En cuanto a adaptabilidad, seguridad y costo, las baterías de plomo-ácido siguen siendo superiores a las de litio como fuente de energía para el motor de embarcación eléctrica.
