Baterías de litio: 11 preguntas que todo navegante debe hacerse hoy

Los salones náuticos de otoño confirman el auge de la propulsión eléctrica, con motores intra y fueraborda. Muchos navegantes que deben cambiar sus baterías dudan si pasarse al litio. Analizamos pros y contras y consultamos a dos expertos.”

Autor: Albert Brel

Litio frente a las tecnologías estándar

Las baterías estándar (electrolito líquido, gel, AGM) tienden a perder terreno respecto a las de litio. Las baterías de electrolito líquido con tapas para recarga prácticamente han desaparecido. Una de las principales razones es su alta tasa de autodescarga. Esta tasa, que resulta en una pérdida de capacidad de alrededor del 5% o más al mes cuando no se utilizan, requería mantenimiento durante el almacenamiento invernal: recarga y nivelación del electrolito con agua destilada. Las baterías selladas de electrolito líquido, a menudo equipadas con un indicador luminoso de carga, han ofrecido una ventaja sobre los modelos de líquido, con una tasa de autodescarga reducida y sin mantenimiento. El gel y el AGM se mantienen: son dos tecnologías con buen rendimiento, una tasa de autodescarga de alrededor del 2% y un mantenimiento mínimo. Todas estas tecnologías combinadas comparten los mismos inconvenientes: la capacidad disponible y el tiempo de recarga. La capacidad disponible para que no se deteriore es del 70% de la capacidad. Por ejemplo, en una batería de 100 Ah, solo se pueden utilizar 70 Ah. La recarga para evitar dañar las placas es de un máximo del 10% al 15% de la capacidad total; como ejemplo, un modelo de 100 Ah debe recargarse con menos de 10 a 15 amperios. Un ciclo de recarga completo es de aproximadamente 12 horas.

¿Qué aporta el litio?

La tasa de autodescarga es aproximadamente la misma que en las baterías selladas, alrededor del 2%, pero los dos puntos positivos son la capacidad de utilizar la capacidad completa (100 amperios en una batería de 100 Ah) y la carga rápida. Una batería de litio puede aceptar una corriente de carga igual a su capacidad. Por ejemplo, una batería de 100 Ah completamente descargada se puede recargar en una hora.

Sin embargo, ¿está usted listo para optar por esta tecnología? Aquí surgen otras preguntas, desde la carga a bordo hasta la seguridad. Para responderlas, les planteamos dar respuesta a once temas –con la ayuda de Daniel Didiot, director de Watt For Fun– a dos especialistas del fabricante de baterías BVD/ Flybat (FB): Henning Kull, gerente de desarrollo de litio, y Lukas Ablasser del servicio técnico.

1. Carga a bordo con cargador

N&Y – ¿Cómo influye la curva de carga (voltaje, corriente)?

FB: Para nuestras baterías de litio FLYBAT (LiFePO4), se utiliza una curva de carga CC/VC (corriente constante/voltaje constante). El voltaje de fin de carga para baterías de 12 V es de 14,6 V. La corriente de carga máxima depende del modelo y puede alcanzar la capacidad máxima de la batería.

2. Carga a bordo con alternador

N&Y – La corriente que suministra el alternador de una embarcación es de al menos 75 amperios. La batería puede requerir esta corriente, pero el alternador no está diseñado para suministrarla continuamente. Por eso, los fabricantes de cargadores han desarrollado convertidores de 12 voltios a 12 voltios con regulación de corriente para evitar dañar el alternador. ¿Es importante esta solución? A menos que el BMS (Battery Management System) ya ofrezca esta función.

FB: En principio, es posible operar baterías de arranque y de servicio sin un amplificador de carga. Sin embargo, para evitar alterar o incluso dañar el alternador, se recomienda integrar un amplificador de carga compatible con baterías LiFePO4, que permita controlar y regular el flujo de corriente.

3. Carga con energía solar o eólica

N&Y – ¿Y si utilizamos otras fuentes de energía?

FB: Para cargar con energía solar o eólica, surge el mismo problema que con el alternador: se requiere un controlador de carga adecuado para adaptar el voltaje y la corriente a la batería. Elegir la curva de carga correcta también es esencial.

4. Riesgo de entrada de agua

N&Y – Las baterías suelen estar ubicadas en la sentina. Si entra agua (agua de mar conductora), pueden quedar sumergidas, lo que supone un riesgo de cortocircuito. ¿Está la batería protegida por el BMS?

FB: Obviamente, la batería siempre debe estar protegida de la humedad. Sin embargo, nuestro BMS inteligente protege contra cortocircuitos en caso de inundación para minimizar el riesgo.

Las baterías de litio (LiFePO4), deben elegirse respetando los puntos técnicos mencionados, independientemente de la marca.

5. Conexión en paralelo

N&Y –Muy a menudo, una embarcación cuenta con dos bancos de baterías: uno para las cargas y otro para el motor. Estos son independientes, pero pueden conectarse en paralelo en caso de un problema, por ejemplo, al arrancar el motor. ¿Es posible crear una conexión en paralelo si un banco está compuesto por baterías de litio y el otro por baterías convencionales (estándar, de gel, etc.)?

FB: En principio, no se recomienda la conexión en paralelo de dos tipos de baterías diferentes, ya que las diferentes tensiones de funcionamiento pueden causar problemas. Sin embargo, en caso de emergencia, por ejemplo, para arrancar el motor, se puede considerar la conexión en paralelo de ambos bancos de baterías.

6. Riesgo de incendio o explosión de baterías

N&Y – En tierra (bicicletas, patinetes eléctricos, coches, etc.), los medios de comunicación informan regularmente de incidentes. ¿Y en una embarcación?

FB: Los incidentes más frecuentes se refieren principalmente a baterías NMC (níquel, manganeso y cobalto), utilizadas en la mayoría de los vehículos eléctricos. La estabilidad térmica de las baterías NMC es significativamente menor que la de las LFP (LiFePo4), lo que las hace más susceptibles a la fuga térmica. Las principales causas de incendio en las baterías de iones de litio también son celdas dañadas (por ejemplo, tras una caída), sistemas electrónicos de carga defectuosos o sobrecarga.

7. BMS (Sistema de Gestión de Baterías)

N&Y – El BMS desempeña una función importante (regulación de corriente, voltaje, protección, etc.). ¿Son todos los BMS de buena calidad? ¿Existe una norma obligatoria?

FB: Todas las baterías y sus BMS asociados deben cumplir con las normas DIN EN 62620, UN 38.3, CE, RoHS, etc. En cuanto a nuestros productos, nuestros BMS incorporan mecanismos de seguridad para proteger contra sobretensión, subtensión, sobrecalentamiento, frío excesivo, sobrecarga, exceso de capacidad de carga y cortocircuitos. Además, se puede acceder y monitorizar cada batería mediante Bluetooth.

8. Invernaje

N&Y –¿Qué precauciones se deben tomar durante el invernaje? ¿Se recomienda dejar un pequeño panel solar conectado durante el mismo para mantener la carga?

FB: Recomendamos cargar completamente la batería antes del invernaje. La carga de mantenimiento no es necesaria debido a su baja autodescarga. La batería se puede almacenar de forma segura hasta -20 °C. Al volver a utilizarse, las celdas se precalientan mediante el elemento calefactor integrado para preservarlas y prolongar su vida útil.

9. Vida útil

N&Y – ¿Cuánto dura una batería de litio en comparación con una batería convencional?

FB: Las baterías LiFePO4 están diseñadas para al menos 3.000 ciclos con una profundidad de descarga (DOD) del 8 %, si se usan correctamente. Una batería AGM solo alcanza aproximadamente una décima parte de este resultado para la misma profundidad de descarga.

10. ¿Cómo elegir?

N&Y – En internet, se pueden encontrar baterías LiFePO4 de 100 Ah por menos de 200 €, mientras que otras con la misma capacidad se ofrecen por 900 €. ¿De qué depende esta diferencia?

FB: Dado que las diferencias de calidad no son evidentes a primera vista, se debe prestar atención a ciertos aspectos como las certificaciones, la alta capacidad de corriente, la tasa de autodescarga, etc.

El BMS debe garantizar el equilibrado y la ecualización de las celdas. Debe gestionar la temperatura de calentamiento mediante un sistema que rodea las celdas. Para las celdas, existen cuatro niveles de calidad reconocidos: A, A+, B y C. Estos puntos, presentes en nuestras baterías Flybat y que justifican su precio, no están presentes en todas las marcas. Es recomendable comprobarlo antes de comprar.

11. El porqué del litio

N&Y – ¿Cuáles son las ventajas del litio?

FB: Las baterías de LiFePO4 pueden descargarse hasta el 100%, aprovechando toda la energía almacenada. Una batería AGM, en cambio, sufre una reducción drástica de su vida útil si la descarga es tan profunda. La diferencia de peso entre una batería AGM y una LiFePO4 es enorme. Nuestras baterías de LiFePO4 son más del doble de ligeras que las baterías AGM. Por ejemplo, una batería AGM de 95 Ah pesa unos 26 kg, mientras que una batería de LiFePO4 de capacidad equivalente pesa solo unos 10 kg.

Nuestra opinión

Es evidente que las baterías de litio (LiFePO4) ofrecen muchas ventajas sobre las generaciones anteriores (electrolito líquido sellado, gel, AGM), pero deben elegirse independientemente de la marca, respetando los puntos técnicos recomendados por los especialistas en esta entrevista.

Las principales marcas como Victron, Vetus, Mastervolt, Cristec, etc., tienen en cuenta estos puntos. Para proteger los dispositivos de carga (alternadores, paneles solares, etc.), Cristec, especialista en energía a bordo (cargadores, convertidores, distribuidores, etc.) con más de 20 años de experiencia, ofrece sistemas (amplificadores, convertidores, etc.) diseñados para interconectar dispositivos de carga (alternadores, paneles solares, cargadores) y protegerlos. Los convertidores Cristec (cargadores DC Power) incorporan un sensor de temperatura del alternador para protegerlo de corrientes excesivamente altas que podrían dañarlo.