Plomo ácido o Iones de Litio, ¿cuál es el mejor tipo de batería para una carretilla elevadora eléctrica?
Que esté tanto en boca de todos la tecnología de Ion-Litio, que aparezca de forma constante en los medios no debe alejarnos de las necesidades reales de nuestros clientes y deberemos recomendarles siempre aquella que sea la más adecuada para ellos.
Tipos de batería
La disyuntiva no está solo entre elegir plomo ácido o iones de litio. Dentro de cada tecnología hay subtipos a considerar con características y capacidades muy variadas. Pero haciendo un ejercicio de concreción, en el mundo de la manutención destacaríamos las siguientes:
Baterías de plomo ácido inundadas
Es la tecnología más habitual en el mercado de carretillas eléctricas, donde el electrolito se encuentra en estado líquido dentro de la batería.
El término inundada se refiere a que las placas están inmersas en un baño de electrolito compuesto de un 64% de agua destilada y 36% de ácido sulfúrico. La tecnología inunda se utiliza en una gran variedad de aplicaciones gracias a su excelente respuesta en climas extremos.
Baterías de plomo ácido selladas
También conocidas como baterías VRLA. Para evitar tener que rellenarlas con agua, y para eliminar el riesgo de fugas de ácido, el electrolito se encuentra contenido de forma segura. Existen dos tipos principales:
- Baterías de gel: donde el electrolito forma un gel.
- Baterías con separador de fibra de vidrio absorbente (AGM): donde el electrolito se encuentra dentro una malla de fibra de vidrio entre las placas. Este tipo de baterías ha experimentado muchos avances en los últimos años, de denominan coloquialmente baterías AGM avanzadas. Lo más destacable a nivel de beneficios es que pueden igualar e incluso mejorar algunas de las ventajas que hasta la fecha solo ofrecían las baterías de ion-litio.
Baterías de iones de litio
Este tipo de batería, que se beneficia del alto potencial electroquímico del litio, también está sellado. Sus electrodos positivos están hechos de compuestos como el litio con fosfato de hierro o el óxido de cobalto-manganeso-níquel-litio. El compuesto específico elegido tiene una gran influencia sobre el coste de cada batería, su rendimiento y su vida útil.
Una característica fundamental de todas las baterías de iones de litio es el sistema electrónico de gestión de la batería (BMS). Resulta esencial para prevenir el sobrecalentamiento, la sobrecarga, la descarga excesiva y otras condiciones potencialmente peligrosas o dañinas.
Sus diferencias a nivel energético
La densidad de energía, expresada en vatios-hora por kilogramo o por litro, mide cuánta energía puede alojar una batería de un peso o tamaño determinados.
Una batería con una alta densidad de energía puede albergar mucha energía y ofrecer un funcionamiento prolongado. Las capacidades de las baterías también se pueden medir en amperios-hora.
La densidad de potencia, expresada en vatios por kilogramo o por litro, es una medida que nos dice con qué rapidez se puede proporcionar la energía de una batería de un peso o tamaño específicos. Una batería con una alta densidad de potencia puede generar y mantener de manera fiable las elevadas corrientes necesarias para las tareas pesadas.
Las baterías de iones de litio ofrecen una densidad de energía y una densidad de potencia muy elevadas, por lo que pueden almacenar y proporcionar mucha energía ocupando un espacio muy pequeño. Junto con las ventajas de rendimiento y tiempo de funcionamiento, ello puede permitir mayor libertad en el diseño, ya que la forma del vehículo no se encuentra tan condicionada por la de la batería. Para el contrapeso, es posible que sea necesario añadir materiales pesados con el fin de compensar la ligereza de la batería, pero sería un tema de diseño.
Nuestra gama de transpaletas eléctricas PREMIA EM está configurada para poder albergar todos los tamaños de baterías presentes actualmente en el mercado.
Debido a su gran tamaño, las baterías tradicionales de plomo ácido inundadas ofrecen una densidad de energía relativamente baja. No obstante, sí ofrecen una buena densidad de potencia, lo que permite suministrar rápidamente corrientes elevadas en aplicaciones pesadas.
Las baterías AGM estándar y de gel tienen menor capacidad, pero existen productos AGM avanzados que son iguales o superiores a las de plomo ácido inundadas en lo relativo a almacenamiento y suministro de energía.
Las baterías de plomo ácido inundadas necesitan cargarse durante varias horas cada turno, y los modelos AGM estándar y de gel pueden tardar incluso un poco más todavía.
Para las carretillas elevadoras que operan de manera continuada, ello implica cambiar la batería después de cada turno.
El momento de carga es crítico para la mayor parte de baterías de plomo ácido, ya que si se hace antes de que se descarguen aproximadamente al 20 % de su capacidad, su vida útil se verá reducida.
Hay que tener en cuenta que el rendimiento de las baterías de plomo ácido puede mejorarse usando cargadores inteligentes, los cuales evitan su carga excesiva o insuficiente, reducen el consumo eléctrico, limitan la gasificación y prolongan su vida útil.
Las baterías de iones de litio permiten realizar cargas de oportunidad en cualquier momento (pausas para comer, por ejemplo) sin perder rendimiento ni reducir su vida útil. Lo mismo es cierto para algunos productos AGM avanzados, pero tenga en cuenta que, en este caso, es una opción práctica más que una necesidad. Con la mayoría de las baterías de iones de litio, es totalmente imprescindible asegurarse de que esas recargas breves se produzcan de manera regular.
Las cargas de oportunidad pueden efectuarse por medio de tomas eléctricas estratégicamente situadas para no perder tiempo conduciendo hasta la sala de carga. Si se proporciona un tiempo de recarga suficiente, ya no habrá necesidad de realizar cambios de batería.
Los últimos modelos de transpaletas manuales eléctricas PBPL de Mitsubishi cuentan con una batería de iones de litio de 48V. Una carga completa tarda solo 3,5 horas y brinda 6 horas reales de operaciones. También admite carga de oportunidad, durante las pausas, sin necesidad de extraerla del vehículo.
Mantenimiento
El mantenimiento de las baterías de iones de litio y de las baterías de plomo ácido selladas es prácticamente cero, ya que no requieren rellenarse con agua. Las baterías de plomo ácido inundadas deben revisarse y rellenarse a intervalos regulares, aunque el uso del cargador correcto prolongará esos intervalos.
Algunos tipos de batería están diseñados específicamente para ofrecer unos intervalos más largos, y los sistemas de rellenado automático para usar durante la carga son otra opción. Mantener baterías de recambio es primordial en el caso de las celdas de plomo ácido inundadas, ya que pierden su carga con rapidez cuando no se emplean.
Puede que necesiten recargarse cada varios meses para evitar niveles de carga perjudicialmente bajos y asegurarse de que estén listas para la acción. Disponer de doble juego de baterías obliga a contar con un lugar fresco donde guardarlas.
Las baterías AGM avanzadas pueden almacenarse hasta dos años antes de que sea necesario recargarlas. La vida de almacenamiento en carga de las baterías de iones de litio es todavía mayor.
Las baterías de plomo ácido inundadas son una fuente potencial de derrames de ácido y de liberación de aerosoles ácidos nocivos. También producen gases explosivos durante su carga, así que es vital contar con una sala bien ventilada para este fin y aplicar las prácticas recomendadas. Las baterías de iones de litio y de plomo ácido selladas no presentan estos problemas.
Los iones de litio y la tecnología AGM avanzada también reducen al mínimo la necesidad de cambiar las baterías con los riesgos que conlleva, aunque invertir en un equipo de sustitución rápida de baterías moderno puede reducir el problema.
Vale la pena mencionar que las baterías de iones de litio pueden generar temperaturas muy elevadas si su control electrónico falla. Por seguridad y para que no resulten dañadas, debería evitarse su descarga completa. No se dejará sin vigilancia ninguna máquina cuya batería de iones de litio esté completamente descargada.
Vida útil
Se entiende como vida útil de una batería, el número de ciclos de carga y descarga que puede ofrecer una batería y esto puede variar mucho dependiendo del tipo de producto.
En líneas generales, las baterías de plomo ácido inundadas suelen durar más que las de plomo ácido selladas, pero en los productos AGM avanzados la diferencia será menor. Las baterías de iones de litio duran bastante más, aunque parece ser que a medida que se va utilizando la tecnología, esa estimación se ha rebajado ligeramente. Unas condiciones de trabajo exigentes también reducirían su vida.
Reciclaje
Casi todos los materiales de una batería de plomo ácido pueden reciclarse, e incluso, en ocasiones, venderse con beneficios. Las baterías de iones de litio son mucho más difíciles de reciclar en la actualidad.
Una posibilidad que se está explorando es darles una segunda vida en aplicaciones menos exigentes cuando ya no sean aptas para el trabajo originario, en las carretillas elevadoras.
Si tenemos en cuenta el medio ambiente y la sostenibilidad quizá en pocos años tengamos un verdadero problema con el reciclaje de cientos de miles de baterías de iones de litio de nuestras carretillas elevadoras. Es algo que también habrá que considerar.
Coste total de propiedad (CTP)
Las baterías de iones de litio tienen un precio de compra muy superior a las demás. A ello habría que añadir el coste de habilitar punto de carga adicionales, así como la posible inversión necesaria para reformar la infraestructura eléctrica con el fin de atender los mayores picos de demanda de los cargadores de iones de litio.
Tampoco hay que olvidar que una carretilla preparada para plomo ácido para poder usar batería de iones de litio debe ser adaptada, no se puede cambiar de tecnología así sin más.
Entre las baterías de plomo ácido, cuanto más avanzada sea la tecnología de este tipo de baterías, mayor coste tendrá, pero este siempre será muy inferior a la de Iones de litio.
Si tiene sentido o no, económicamente, invertir en estas tecnologías depende de cuánto le vayan a ahorrar a largo plazo.
Los iones de litio le ofrecen una vida útil mayor por su dinero, además de ahorros en eficiencia energética. Las baterías de iones de litio (y los productos AGM avanzados que admiten carga de oportunidad) reducen el tiempo de inactividad de las carretillas y el coste de comprar y mantener baterías de reserva.
Las baterías de iones de litio y las de plomo ácido selladas liberan un espacio de almacenaje muy valioso en según qué casos, al no necesitar de sala de cargas específica.
También es cierto que existe la esperanza de que a medida que se vayan incorporando baterías de iones de litio al mercado sus precios desciendan y sea una opción más asumible en el futuro para muchos clientes.
Lo cierto es que, a día de hoy, la experiencia con el ion litio es muy positiva, pero no es la opción más demandada debido a los altos costes de implementación.
* Información obtenida de diversas publicaciones propiedad de Mitsubishi Logisnext Europe.