¡Hola! Como proveedor de baterías de litio NCM, a menudo me preguntan sobre el voltaje de estas centrales eléctricas. Entonces, profundicemos y analicémoslo.
En primer lugar, NCM significa níquel-cobalto-manganeso. Estas baterías son muy populares porque ofrecen un excelente equilibrio entre densidad de energía, potencia de salida y vida útil. Se utilizan en todo tipo de aplicaciones, desde vehículos eléctricos hastaBatería de almacenamiento de energía domésticae inclusoBatería de paquete blandoconfiguraciones.
Ahora bien, el voltaje de una batería de litio NCM no es una solución única para todos. Depende de algunos factores, como la cantidad de celdas de la batería y el estado de carga.
Voltaje de celda única
Una sola celda de batería de litio NCM suele tener un voltaje nominal de alrededor de 3,6 a 3,7 voltios. Este es el voltaje que normalmente verá cuando la celda está en un estado de funcionamiento normal. Cuando la celda está completamente cargada, el voltaje puede subir hasta aproximadamente 4,2 voltios. Por otro lado, cuando está completamente descargado, el voltaje cae a alrededor de 2,5 - 2,75 voltios.
Quizás se pregunte por qué hay un rango. Bueno, se trata de la química dentro de la batería. A medida que la batería se carga y descarga, las reacciones químicas entre el níquel, el cobalto, el manganeso y el electrolito hacen que el voltaje cambie.
Voltaje del paquete de baterías
La mayoría de las veces no utilizamos una sola celda. En su lugar, conectamos varias celdas para formar un paquete de baterías. El voltaje del paquete de baterías es la suma de los voltajes de las celdas individuales.
Por ejemplo, si tiene un paquete de baterías compuesto por 10 celdas NCM individuales conectadas en serie, el voltaje nominal del paquete sería de alrededor de 36 - 37 voltios (10 celdas x 3,6 - 3,7 voltios por celda). Cuando está completamente cargada, el voltaje del paquete sería de aproximadamente 42 voltios (10 celdas x 4,2 voltios por celda).
La forma en que conectas las celdas es muy importante. Hay dos formas principales de conectarlos: en serie y en paralelo.
Conexión en serie
Cuando conectas celdas en serie, básicamente estás apilando sus voltajes uno encima del otro. Esto aumenta el voltaje general del paquete de baterías. Las conexiones en serie son excelentes cuando necesita un voltaje más alto para su aplicación, como en un vehículo eléctrico o un sistema de almacenamiento de energía de alta potencia.
Conexión paralela
Por otro lado, cuando conectas celdas en paralelo, las estás conectando una al lado de la otra. El voltaje del paquete de baterías permanece igual que el voltaje de una sola celda, pero la capacidad (medida en amperios-hora) aumenta. Las conexiones en paralelo son útiles cuando se necesita más capacidad sin aumentar el voltaje.
Comparación con otras baterías de litio
Echemos un vistazo rápido a cómo se compara el voltaje de las baterías de litio NCM conBatería de litio LFP. LFP significa fosfato de hierro y litio.
Una sola celda de batería de litio LFP tiene un voltaje nominal de alrededor de 3,2 voltios, que es menor que el voltaje nominal de una celda NCM. Cuando está completamente cargada, una celda LFP alcanza aproximadamente 3,65 voltios, en comparación con los 4,2 voltios de una celda NCM.
La diferencia de voltaje significa que las baterías NCM pueden almacenar más energía por celda que las baterías LFP. Sin embargo, las baterías LFP tienen sus propias ventajas, como una mejor estabilidad térmica y un ciclo de vida más largo.
Importancia del voltaje en las aplicaciones
El voltaje de una batería de litio NCM es crucial para diferentes aplicaciones. En los vehículos eléctricos, por ejemplo, la batería debe tener un voltaje suficientemente alto para alimentar el motor de manera eficiente. Un voltaje más alto significa que el motor puede consumir más potencia, lo que se traduce en una mejor aceleración y velocidades máximas más altas.
EnBatería de almacenamiento de energía domésticasistemas, el voltaje debe ser compatible con el sistema eléctrico de la vivienda. La mayoría de los hogares utilizan un suministro de CA de 230 a 240 voltios en muchas partes del mundo. Por lo tanto, el paquete de baterías debe diseñarse de manera que pueda integrarse fácilmente con un inversor para convertir el voltaje de CC de la batería al voltaje de CA utilizado en el hogar.
Gestión de voltaje
Administrar el voltaje de una batería de litio NCM es muy importante. Si la batería está sobrecargada (cargada por encima del voltaje recomendado), puede causar daños a la batería e incluso representar un riesgo para la seguridad, como sobrecalentamiento o explosión. Por otro lado, si la batería está muy descargada (descargada por debajo del voltaje recomendado), también puede reducir su vida útil.
Es por eso que la mayoría de los paquetes de baterías NCM vienen con un sistema de administración de batería (BMS). El BMS monitorea el voltaje de cada celda del paquete y garantiza que los procesos de carga y descarga permanezcan dentro del rango de voltaje seguro.
Conclusión
Entonces, para resumir, el voltaje de una batería de litio NCM depende de si es una sola celda o un paquete de baterías. Una sola celda tiene un voltaje nominal de alrededor de 3,6 a 3,7 voltios, con un voltaje completamente cargado de aproximadamente 4,2 voltios y un voltaje completamente descargado de alrededor de 2,5 a 2,75 voltios. El voltaje de un paquete de baterías está determinado por la cantidad de celdas y cómo están conectadas.
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Referencias
- Linden, D. y Reddy, TB (2002). Manual de baterías. McGraw-Hill.
- Tarascón, J.-M. y Armand, M. (2001). Problemas y desafíos que enfrentan las baterías de litio recargables. Naturaleza, 414(6861), 359-367.