Comparación completa de células prismáticas y de bolsa

Hoy en día, con los avances tecnológicos, el uso de baterías recargables es cada vez más común en nuestra vida diaria. Entre los diversos tipos de baterías recargables, las prismáticas y las de tipo bolsa son muy populares.

En este artículo proporcionamos una comparación completa entre las celdas prismáticas y las celdas de bolsa para ayudarlo a comprender sus propiedades.

Parte 1. ¿Qué son las baterías prismáticas LiFePO4?

Las celdas prismáticas son un tipo de batería de iones de litio que se caracteriza por su forma rectangular o cuadrada. Suelen constar de carcasas metálicas y se utilizan comúnmente en portátiles, tabletas y baterías externas. Las baterías prismáticas de iones de litio utilizan una aleación de aluminio o acero inoxidable para su carcasa rígida. La estructura interna de la batería puede ser bobinada o laminada, lo que proporciona una mejor protección a la celda en comparación con el embalaje flexible de las celdas tipo bolsa.

Celda prismática Power Queen de 12,8 V y 100 Ah Análisis de desmontaje de HOBOTECH

Características de las células prismáticas

Las células prismáticas se caracterizan por varios rasgos característicos:

• Forma y tamaño:

  Las celdas prismáticas tienen una forma rectangular rígida, similar a un ladrillo o una caja plana. Están disponibles en una variedad de tamaños y dimensiones, desde pequeños hasta grandes.

• Densidad de energía:

  Las celdas prismáticas ofrecen una mayor densidad energética que otros tipos de baterías de iones de litio. Esto significa que pueden almacenar más energía en el mismo espacio, lo que las hace ideales para aplicaciones de alta energía.

• Alto voltaje:

  Las celdas prismáticas suelen tener un voltaje de salida más alto, lo cual puede ser ventajoso en ciertas aplicaciones. Esto puede resultar en un mejor rendimiento y eficiencia en dispositivos que requieren niveles de voltaje más altos.

• Durabilidad y seguridad:

  Las celdas prismáticas suelen contar con una carcasa metálica, que proporciona una mejor protección contra la tensión y los daños externos. Esto puede aumentar la seguridad y la durabilidad, especialmente en aplicaciones donde la batería puede estar expuesta a condiciones adversas.

• Gestión térmica:

  Gracias a su carcasa metálica, las celdas prismáticas ofrecen una mejor gestión térmica. Esta carcasa permite una disipación térmica más eficaz, reduciendo así el riesgo de sobrecalentamiento y posibles daños a la batería.

Parte 2. ¿Qué son las células en bolsa?

Las baterías de LiFePO4 (fosfato de hierro y litio) en bolsa son un tipo de batería de iones de litio que utiliza LiFePO4 como material de cátodo. El recubrimiento de aluminio blando aligera la batería y permite personalizar su tamaño y el espacio disponible según el uso previsto. Esto permite que las unidades flexibles se adapten fácilmente al espacio disponible de un producto específico. En términos de optimización del espacio, esto se traduce en una eficiencia de empaquetado del 90-95 % y una mayor densidad energética.

Al introducir un diseño más conveniente, las baterías de paquete blando tienen el potencial de competir con las baterías de alto rendimiento de próxima generación, acelerando las necesidades de electrificación de los vehículos eléctricos y los productos electrónicos de consumo.

Celda de bolsa MINI Power Queen de 12,8 V y 100 Ah – Vídeos de Roll2

Ventajas de las celdas tipo bolsa

• Seguridad:La química del LiFePO₄ es inherentemente más segura que la de otros iones de litio, como el óxido de litio y cobalto (LiCoO₂). Presenta mayor estabilidad térmica y es menos susceptible a la fuga térmica, lo que reduce su probabilidad de incendiarse o explotar.
• Larga vida útil:Las celdas tipo bolsa de LiFePO4 suelen tener una vida útil más larga que otras baterías de iones de litio. Pueden soportar cientos o incluso miles de ciclos de carga y descarga sin una pérdida significativa de capacidad, lo que las hace ideales para aplicaciones que requieren fiabilidad a largo plazo.
• Alta densidad de potencia:Las celdas tipo bolsa de LiFePO4 tienen una alta densidad de potencia, lo que les permite suministrar altas corrientes cuando es necesario. Esto las hace ideales para aplicaciones que requieren alta potencia de salida, como vehículos eléctricos o herramientas eléctricas.
• Amplio rango de temperatura:Las celdas tipo bolsa de LiFePO4 pueden operar en un amplio rango de temperaturas, de -20 °C a 60 °C (de -4 °F a 140 °F), sin ninguna degradación en su rendimiento. Esto las hace ideales para su uso en temperaturas extremas y entornos hostiles.
• Respeto al medio ambiente:La química del LiFePO4 no contiene metales pesados ​​​​nocivos como el cadmio o el plomo, lo que lo hace más respetuoso con el medio ambiente y más fácil de reciclar.
• Ligero y compacto: El diseño de celda tipo bolsa permite un factor de forma flexible y liviano, lo que lo hace ideal para aplicaciones con limitaciones de espacio donde el tamaño y el peso son factores críticos.

Batería mini LiFePO4 Power Queen de 12 V y 100 Ah Es muy solicitada en el mercado gracias a su tamaño compacto y diseño ligero, con un peso de tan solo 8,96 kg. Con solo tres quintas partes del tamaño de otras baterías de la misma capacidad, destaca entre la competencia. El uso de la tecnología de celdas tipo bolsa es clave para lograr un diseño tan compacto y ligero.

Preocupaciones de seguridad con respecto a las celdas tipo bolsa de LiFePO4

Un problema común con las celdas tipo bolsa, incluidas las de LiFePO4, es la posibilidad de hinchazón. Esta hinchazón puede deberse a diversos factores, como una carga o descarga inadecuada, la sobrecarga o la exposición a temperaturas extremas.

Sin embargo, es importante destacar que las celdas tipo bolsa de LiFePO4 generalmente se consideran más seguras que otras químicas de iones de litio, como el óxido de litio y cobalto (LiCoO₂) o el óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC). Esto se debe principalmente a la estabilidad inherente de la química del LiFePO4, que es menos susceptible a las fugas térmicas.

LiFePO4 Las celdas tipo bolsa presentan mayor estabilidad térmica y menor densidad energética en comparación con otras químicas de iones de litio. Esto implica un menor riesgo de sobrecalentamiento y fugas térmicas, lo que las convierte en una opción más segura para ciertas aplicaciones.

Además, las celdas tipo bolsa de LiFePO4 suelen incorporar diversas características de seguridad, como una válvula de alivio de presión y medidas de protección térmica. Estos mecanismos de seguridad ayudan a reducir el riesgo de hinchamiento, sobrecarga o desbordamiento térmico.

Además, el diseño flexible de las celdas de la bolsa permite una disipación del calor más efectiva, evitando la acumulación excesiva de temperatura y reduciendo el riesgo de hinchazón.Las celdas tipo bolsa también tienen una resistencia interna menor que las celdas prismáticas, lo que ayuda a minimizar la generación de calor durante la carga y descarga.

Vale la pena señalar que garantizar prácticas adecuadas de carga y descarga y adherirse al rango de temperatura recomendado son fundamentales para mantener la seguridad y la longevidad de cualquier batería de iones de litio, incluidas las celdas tipo bolsa LiFePO4.

En resumen, si bien la hinchazón puede ser un problema potencial para las celdas tipo bolsa, las celdas tipo bolsa de LiFePO4 generalmente se consideran más seguras que otras químicas de iones de litio debido a su estabilidad inherente y sus características de seguridad integradas. Seguir las pautas adecuadas de cuidado y mantenimiento puede minimizar el riesgo de hinchazón y otros problemas de seguridad, lo que convierte a las celdas tipo bolsa de LiFePO4 en una opción confiable y segura para diversas aplicaciones.

Para garantizar el cumplimiento de normas regulatorias como UL, CE y RoHS, es importante asegurar que las celdas tipo bolsa de LiFePO4 cuenten con las certificaciones de seguridad necesarias. Estas certificaciones demuestran que las baterías cumplen con estrictos requisitos de seguridad y medioambientales, y se han sometido a rigurosos procedimientos de prueba y control de calidad.

Las baterías de Reina del poder tienen el más alto nivel de seguridad, como lo confirman los informes de pruebas de UL.

Diferencia entre celdas prismáticas y celdas en bolsa

forma

Las celdas prismáticas tienen una forma rectangular rígida, mientras que las celdas tipo bolsa tienen un diseño flexible y plano. Las celdas prismáticas suelen ser más grandes y voluminosas, mientras que las celdas tipo bolsa ofrecen mayor flexibilidad de diseño y pueden fabricarse en diversas formas y tamaños.

Materiales de embalaje

Las celdas prismáticas generalmente tienen una carcasa metálica, lo que proporciona mayor durabilidad y gestión térmica. Las celdas tipo bolsa, por otro lado, utilizan una bolsa flexible hecha de materiales laminados como aluminio y polímero, lo que las hace ligeras y permite un uso más eficiente del espacio.

Tamaño

Las celdas prismáticas tienden a ser más grandes y gruesas debido a su forma rectangular rígida. Las celdas tipo bolsa suelen ser más delgadas y compactas, lo que las hace ideales para dispositivos con espacio limitado.

Peso

Las celdas prismáticas suelen ser más pesadas debido a su carcasa metálica rígida. Las celdas tipo bolsa son más ligeras porque son ligeras y utilizan un empaque flexible.

Voltaje y capacidad de la celda

Tanto las celdas prismáticas como las de bolsa pueden tener diferentes voltajes y capacidades según su composición química y diseño. Suelen ofrecer rangos de voltaje similares, pero la capacidad puede variar según el diseño y el tamaño.

durabilidad

Las celdas prismáticas, con su carcasa metálica, ofrecen mayor durabilidad y resistencia a la tensión externa en comparación con las celdas tipo bolsa. Estas últimas son más susceptibles a sufrir daños debido a su flexibilidad y pueden requerir medidas de seguridad adicionales.

Costo

Las celdas prismáticas suelen ser más caras de fabricar debido al diseño especial de su carcasa metálica. Las celdas tipo bolsa suelen ser más rentables gracias a su construcción más sencilla y su empaque flexible.

Actuación

Las celdas prismáticas tienen una mayor densidad energética y son ideales para aplicaciones de alta energía donde la durabilidad y la gestión térmica son cruciales, como los vehículos eléctricos. Las celdas tipo bolsa ofrecen una mayor densidad de potencia gracias a su diseño ligero y flexible, lo que las hace ideales para dispositivos que requieren picos de potencia rápidos, como teléfonos inteligentes y tabletas.

Aplicación de celdas prismáticas vs. celdas de bolsa

Las baterías de iones de litio han revolucionado la forma en que alimentamos nuestros dispositivos electrónicos, desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos. Entre los diversos tipos de baterías de iones de litio disponibles, las celdas prismáticas y las celdas tipo bolsa son las más utilizadas debido a sus propiedades únicas.

Celdas prismáticas: potencias para aplicaciones robustas

Las celdas prismáticas, con su forma rectangular o cuadrada, son conocidas por su durabilidad y robustez. Se utilizan ampliamente en aplicaciones que requieren alto rendimiento y estabilidad estructural. Algunas aplicaciones destacadas incluyen:

• Vehículos eléctricos (VE): Las celdas prismáticas son la base de los paquetes de baterías de vehículos eléctricos gracias a su capacidad para manejar altas corrientes y proporcionar suficiente densidad energética. La carcasa metálica rígida proporciona una excelente protección contra daños físicos, garantizando así la seguridad y la fiabilidad a largo plazo.
• Herramientas eléctricas: Las herramientas de alto consumo, como taladros y sierras inalámbricas, requieren baterías de alto rendimiento. Las celdas prismáticas son excelentes en estos casos, ya que proporcionan la potencia y la resistencia necesarias para un funcionamiento prolongado.
• Sistemas de almacenamiento de energía (ESS): Las celdas prismáticas se utilizan en proyectos de almacenamiento de energía a gran escala, donde la fiabilidad y la longevidad son cruciales. Su diseño robusto, combinado con su alta capacidad, las hace idóneas para aplicaciones en red y contribuyen a la estabilización de las fuentes de energía renovables.

Celdas tipo bolsa: ligeras y versátiles

Las celdas tipo bolsa, por otro lado, ofrecen un diseño más ligero y flexible, lo que las hace ideales para dispositivos electrónicos portátiles y aplicaciones con espacio limitado. Analicemos algunas áreas destacadas donde las celdas tipo bolsa destacan:

• Electrónica de consumo: Los teléfonos inteligentes, tabletas y dispositivos portátiles se benefician enormemente del formato delgado y compacto de las celdas tipo bolsa. Estas celdas se pueden personalizar según las dimensiones específicas de los dispositivos electrónicos, optimizando el uso del espacio y proporcionando suficiente capacidad de energía.
• Dispositivos médicos: Las células en bolsa se utilizan en diversos dispositivos médicos, como marcapasos y bombas de insulina. Su pequeño tamaño y peso las hacen ideales para tecnologías médicas implantables y portátiles.
• Aeroespacial y drones: La industria aeroespacial depende de componentes ligeros para optimizar el consumo de combustible. Gracias a su bajo peso y su formato adaptable, las celdas tipo bolsa se utilizan cada vez más en aeronaves y drones para alimentar los sistemas de a bordo y garantizar una mayor autonomía de vuelo.

Ventajas de las celdas prismáticas y de bolsa

Si bien cada tipo de célula tiene sus aplicaciones específicas, tanto las células prismáticas como las de bolsa ofrecen ciertas ventajas:

• Las celdas prismáticas ofrecen mayor durabilidad y mejor protección debido a su carcasa metálica rígida.
• Las celdas tipo bolsa son más livianas y flexibles, lo que permite una mayor libertad de diseño y una mayor densidad de energía en un espacio compacto.
• Ambos tipos de celdas ofrecen un rendimiento confiable con voltaje y capacidad de celda similares.
• Las células prismáticas se destacan en aplicaciones de alto rendimiento, mientras que las células tipo bolsa se destacan en dispositivos portátiles y con limitaciones de espacio.

A. Celdas prismáticas vs. celdas de bolsa

1. ¿Por qué comprimir las celdas LiFePO4?

La compresión de las celdas LiFePO4 mejora el contacto entre los componentes, aumenta la densidad energética, mejora la seguridad y prolonga su vida útil, convirtiéndolas en soluciones de almacenamiento de energía más eficientes y fiables. Ofrece ventajas como un mejor rendimiento y compacidad, y mitiga riesgos como cortocircuitos internos y fugas de gas.

2. ¿Cómo se cargan las baterías LiFePO4 tipo prisma o bolsa?

Puedes cargar baterías de LiFePO4 con generadores, paneles solares y cargadores. Sigue leyendo. Cómo cargar baterías LiFePO4Para saber más.

Conclusión

En resumen, tanto las pilas prismáticas como las de bolsa son seguras. Cada tipo tiene sus propias ventajas. Elegir marcas confiables como Power Queen, que han superado certificaciones de seguridad como las pruebas UL, es fundamental al decidir qué baterías usar.