¿Qué son las baterías de iones de litio de mayor capacidad? ¿Qué necesita saber?

El aumento de las bicicletas eléctricas, las centrales potenciales y las soluciones de energía renovable han alimentado el interés en las baterías de iones de litio de alta capacidad. Estas baterías están diseñadas para almacenar más energía, lo que permite un uso extendido sin recarga frecuente. Ya sea que esté alimentando un ebike para los viajes diarios o un banco de energía para acampar para aventuras fuera de la red, comprender las baterías de alta capacidad es clave. Este artículo explica las baterías de iones de litio de mayor capacidad en el mercado y ofrece información para ayudarlo a seleccionar una batería que coincida con sus requisitos específicos.

¿Qué significa la "capacidad más alta" en las baterías de iones de litio?

La capacidad de la batería mide la cantidad de energía eléctrica que puede almacenar una batería, típicamente expresada en horas milimampis (mAh) para celdas individuales o kilovatios (kWh) para sistemas más grandes. Una batería de alta capacidad contiene más energía en relación con su tamaño o peso, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren largos tiempos de ejecución.

Más allá de la capacidad, otros factores influyen en el rendimiento:

• Corriente de descarga (medida en AMP o calificación de descarga continua, CDR): determina cuánta potencia puede entregar la batería a la vez.
• Voltaje nominal: típicamente 3.6V-3.7V para células de iones de litio.
• Vida del ciclo: el número de ciclos de carga de carga antes de que la capacidad se degrade.
• Densidad de energía: energía almacenada por unidad de peso (vatios-horas por kilogramo, WH\/kg).

Formatos de batería

• Cilíndrico: los tamaños comunes incluyen 18650, 21700 y 32650, ampliamente utilizado en ebikes y dispositivos portátiles.
• Prismático: células rectangulares adecuadas para vehículos eléctricos y almacenamiento de energía.
• Bolsa: celdas flexibles y livianas para electrónica compacta.

Cada formato equilibra la capacidad, el tamaño y la aplicación necesita de manera diferente.

Las principales células de iones de litio de alta capacidad en el mercado

A continuación, describimos las células de iones de litio de mayor capacidad disponibles, centrándonos en sus especificaciones y usos típicos, particularmente para bicicletas eléctricas.

18650 células

Presupuesto:

• Capacidad: hasta 3600 mAh.
• Voltaje nominal: 3.6V - 3.7V.
• Corriente de descarga continua: 5–10a.
• Densidad de energía: aproximadamente 250 wh\/kg.

Ventajas:

• Versátil para ebikes, linternas y dispositivos de baja potencia.
• Rentable y ampliamente compatible.

Limitaciones:

• La capacidad se limita a alrededor de 3600 mAh; Las afirmaciones más altas a menudo no son confiables.
• Las tasas de descarga más bajas pueden no adaptarse a aplicaciones de alta potencia.

21700 células

Presupuesto:

• Capacidad: hasta 5000 mAh.
• Voltaje nominal: 3.6V - 3.7V.
• Corriente de descarga continua: 10–60a, dependiendo del modelo.
• Densidad de energía: aproximadamente 270 wh\/kg.

Ventajas:

• La mayor capacidad y las tasas de descarga los hacen adecuados para ebikes, scooters eléctricos y herramientas eléctricas.
• Densidad de energía mejorada para tiempos de ejecución más largos.

Limitaciones:

• El tamaño más grande puede no ajustar dispositivos diseñados para celdas 18650.
• Costo ligeramente más alto por celda.

32650 y otras células grandes

Presupuesto:

• Capacidad: 5000–6500 mAh o más.
• Voltaje nominal: 3.2V - 3.7V (varía según la química).
• Corriente de descarga continua: 5–20a.
• Densidad de energía: aproximadamente 200 wh\/kg.

Ventajas:

• Alta capacidad para sistemas de almacenamiento de energía, barcos eléctricos y aplicaciones industriales.
• Robusto para el uso de alta resistencia.

Limitaciones:

• Voluminoso y pesado, menos práctico para dispositivos portátiles como Ebikes.
• Disponibilidad limitada en variantes de alto rendimiento.

Tabla de comparación

Factores que afectan la capacidad y el rendimiento de la batería

Varios factores determinan cómo se desempeña una batería en condiciones del mundo real:

• Tamaño y estructura: las células más grandes pueden almacenar más energía pero aumentar el peso y el volumen.
• Química:

1. Fosfato de hierro de litio (Lifepo4): ofrece una seguridad mejorada y hasta 2000 ciclos pero menor densidad de energía (~ 150 wh\/kg).
2. Cobalt de níquel de manganeso (NMC): mayor densidad de energía (~ 250–270 wh\/kg) pero una vida útil del ciclo más corta (~ 1000 ciclos).

• Profundidad de descarga (DOD): el uso de la capacidad total cada ciclo reduce la vida útil en comparación con las descargas parciales.
• Temperature: Extreme heat (>45 grados) o frío (<0°C) can reduce capacity and accelerate wear.
• Las prácticas de carga: la sobrecarga, la exceso de descarga o el almacenamiento a carga completa pueden degradar la capacidad.
• Envejecimiento: la capacidad disminuye naturalmente con el tiempo, incluso con la atención adecuada.
• Riesgos erróneos: algunas células, especialmente 18650 que reclaman más de 3600 mAh, pueden haber exagerado capacidades, lo que lleva a un bajo rendimiento.

¿La mayor capacidad siempre es mejor?

Si bien las baterías de alta capacidad extienden el tiempo de ejecución, no son universalmente ideales:

• Peso y tamaño: las capacidades más grandes a menudo significan baterías más pesadas y voluminosas, lo que puede afectar la portabilidad de Ebike.
• Tiempo de carga: la mayor capacidad requiere una carga más larga, lo que puede ser inconveniente para los pasajeros frecuentes.
• Gestión del calor: las celdas de alta capacidad en cargas pesadas generan más calor, lo que requiere sistemas robustos de gestión de baterías (BMS).
• Limitaciones de descarga: Algunas células de alta capacidad tienen tasas de descarga más bajas, inadecuadas para motores EBIKE de alta potencia.

Para bicicletas eléctricas, la mejor capacidad de equilibrio de la batería, velocidad de descarga y compatibilidad con su motor y estilo de conducción.

Escenarios de aplicación de baterías de litio de alta capacidad

Las baterías de iones de litio de alta capacidad satisfacen diversas necesidades:

• Bicicletas eléctricas: extender el rango de viajes o recreativos, reduciendo la frecuencia de carga.
• Potencia portátil: los bancos de energía y las estaciones de campamento proporcionan energía confiable para actividades al aire libre.
• Almacenamiento de energía: los sistemas de hogares e industriales almacenan energía solar o eólica para un suministro de energía constante.
• Dispositivos especializados: los equipos médicos, los drones y los sistemas de comunicación dependen de células compactas de alta capacidad.

Para los usuarios de Ebike, las baterías de alta capacidad significan viajes más largos y mayor flexibilidad, especialmente para aventuras de larga distancia o todoterreno.

Cómo elegir la batería correcta de alta capacidad para sus necesidades

Seleccionar la batería derecha para su bicicleta eléctrica u otro dispositivo implica estos pasos:

Evalúe sus necesidades:

Calcule los requisitos de energía: Watt-Hours (WH)=voltaje (v) × capacidad (ah).

Decide si el tiempo de ejecución (capacidad) o la potencia de salida (tasa de descarga) es la prioridad.

Asegurar la compatibilidad:

Haga coincidir el voltaje, la corriente y el tamaño físico con las especificaciones de su dispositivo.

Confirme los tipos de conector y la compatibilidad de BMS.

Centrarse en la calidad:

Opta por celdas de fabricantes de confianza con certificaciones de seguridad (p. Ej., UL, CE).

Evite las células con reclamos de capacidad poco realista.

Elija entre celdas y paquetes:

Las células individuales son adecuadas para proyectos de bricolaje eBike.

Los paquetes de baterías previamente ensamblados (p. Ej., 36V o 48V) ofrecen conveniencia para los sistemas Ebike estándar.

Considere el diseño del sistema:

Los sistemas de mayor voltaje (p. Ej., 48V) pueden mejorar la eficiencia, pero requieren controladores y motores compatibles.

Mayor capacidad aumenta el rango pero agrega peso.

Tendencias futuras en la capacidad de la batería de iones de litio

La industria de la batería está avanzando para satisfacer las crecientes demandas:

• Batterias de estado sólido: se espera que ofrezca una mayor densidad de energía y una mejor seguridad, con disponibilidad comercial en los próximos años.
• Materiales avanzados: los ánodos a base de silicio podrían aumentar la capacidad significativamente en comparación con el grafito tradicional.
• Smart BMS: los sistemas mejorados mejorarán la gestión de cargos, la seguridad y la longevidad.
• Sostenibilidad: programas de reciclaje y materiales ecológicos apuntan a reducir el impacto ambiental.

Estas innovaciones beneficiarán a los usuarios de Ebike con baterías más ligeras, duraderas y más seguras.

Preguntas frecuentes

P: ¿Cuál es la batería 18650 de mayor capacidad disponible?

R: La capacidad máxima confiable es de aproximadamente 3600 mAh. Se deben abordar las reclamaciones más altas con precaución.

P: ¿Puedo reemplazar mi batería eBike con una mayor capacidad?

R: Sí, siempre que el voltaje, la corriente y el tamaño son compatibles con el sistema de su Ebike. Verifique siempre las especificaciones.

P: ¿La batería de mayor capacidad dañará mi ebike?

R: Si el voltaje o la corriente exceden los límites de su eBike, podría causar sobrecalentamiento o daño. Asegurar la compatibilidad.

P: ¿Cómo puedo verificar la capacidad de una batería?

R: Use un probador de batería profesional para medir la capacidad de descarga a una velocidad estándar (por ejemplo, 0. 2c) hasta el voltaje de corte.

P: ¿Cuál es la diferencia entre capacidad y potencia?

A: Capacidad (MAH\/KWH) mide energía almacenada; La potencia de salida (A\/W) indica qué tan rápido se puede entregar la energía.

Conclusión

Las baterías de iones de litio de alta capacidad son una tecnología clave para bicicletas eléctricas y otros nuevos dispositivos de energía modernos, capaces de ofrecer rangos de conducción más largos y un rendimiento confiable. Sin embargo, la capacidad es solo uno de los factores para una batería. Elegir una batería que cumpla con los requisitos de voltaje, corriente y físico de una bicicleta eléctrica es igualmente crucial.

En GEB, somos competentes en las tecnologías de producción y fabricación de varios tipos de baterías. Incluyendo baterías ternarias (NCM o NCA) y baterías de fosfato de hierro de litio (LFP). Debido a la alta densidad de energía de este tipo de batería, las baterías ternarias se usan típicamente en el mercado automotriz, mientras que las baterías de fosfato de hierro de litio superan a las baterías ternarias en términos de seguridad y ventajas de costos. Además, Geb adopta un proceso único de alojamiento de plástico. Gracias al aislamiento natural y la resistencia química del plástico, la seguridad del módulo de la batería está mejor garantizada y tiene un rendimiento de carga de baja temperatura más excelente. Contáctenos ahora para obtener más información sobrebaterías eléctricas para bicicletas. ( sales@gebattery.co )