Baterías

La fiabilidad es la clave – El Credo de Panasonic Energy

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Responder a la pregunta fundamental: ¿Durante cuánto tiempo funcionará mi dispositivo? Las baterías son parte integrante de nuestra vida cotidiana y están presentes en todas partes. Especialmente en las aplicaciones industriales, una de las principales cuestiones que se plantean es cómo diseñar un producto para alargar su vida útil y reducir los costes de mantenimiento.
A la hora de desarrollar productos alimentados por baterías para uso industrial, las empresas afrontan varios retos a los que deben dar respuesta para garantizar un rendimiento y una longevidad óptimos.

Una de las principales preocupaciones es el suministro de energía y, por tanto, el rendimiento de la batería. Las aplicaciones industriales suelen requerir un suministro eléctrico continuo y fiable durante periodos prolongados. Reducir la necesidad de sustituir frecuentemente las baterías o de realizar intervenciones de mantenimiento es crucial.
Los entornos industriales pueden ser exigentes y someter a las baterías a duras condiciones de funcionamiento, como temperaturas extremas, vibraciones y aceleraciones. Para minimizar los gastos de mantenimiento, las empresas deben confiar en baterías robustas que puedan soportar estas difíciles condiciones y ofrecer un rendimiento constante a lo largo del tiempo.

¿Quién confía en las baterías primarias de litio Panasonic?
Dondequiera que la fiabilidad y el rendimiento sean importantes, allí se encuentran los productos alimentados por Panasonic Energy, ofreciendo calidad y longevidad. Ya sea en el sector de la automoción con TPMS (Tire Pressure Monitoring Systems (Sistemas de control de la presión de los neumáticos)), RKE (Remote Keyless Entry (Sistema remoto de entrada sin llave)), sistemas de respaldo redundantes, o en el sector de la industria general como contadores de agua y gas, asignadores de costes de calefacción, detectores de humo o sistemas de bloqueo de puertas, los clientes confían en todo momento en la larga vida útil, en los cálculos precisos y en el rendimiento fiable de las baterías de Panasonic Energy.

En el sector de la industria general, nuestras soluciones de baterías desempeñan un papel clave en los contadores de gas y agua, ya que permiten medir y controlar el consumo con precisión y eficacia. Los asignadores de costes de calefacción se benefician de la mayor vida útil de nuestras baterías, permitiendo lecturas precisas y reduciendo el gasto energético para obtener soluciones de calefacción rentables. Los detectores de humo alimentados por Panasonic Energy infunden confianza con su rendimiento fiable, garantizando el más alto nivel de seguridad en entornos residenciales y comerciales. Los sistemas de cierre de puertas confían en nuestras baterías para un funcionamiento fiable, proporcionando un control de acceso seguro y una gran tranquilidad.
Reducir el coste final del equipo, es el resultado de la calidad y la fiabilidad
Los clientes aprecian no solo el extraordinario rendimiento de las baterías de Panasonic Energy, sino también el reducido coste de nuestras soluciones en sus productos. Con Panasonic Energy, pueden diseñar y fabricar con confianza productos hechos para durar, minimizando los costes de mantenimiento y optimizando la productividad. Nuestro compromiso con la calidad, respaldado por casi un siglo de experiencia en la fabricación de baterías, garantiza que nuestras soluciones superarán continuamente las expectativas, satisfaciendo las constantes demandas de los distintos sectores.

Cómo determinar si una batería es fiable: Explorar la autodescarga y la impedancia
Pero ¿qué hace que una batería sea fiable? Hablando de baterías primarias, es decir, no recargables, se trata sobre todo de una autodescarga baja y estable y de un rendimiento constante incluso después de varios años en el producto, lo que depende en gran medida del desarrollo de la impedancia en de la batería.
Veamos más de cerca estas características para las diferentes químicas del litio:

Autodescarga / desarrollo de impedancia

La autodescarga depende en gran medida de la química, del fabricante de la celda y del diseño. Común para (casi) todas es la ecuación de Arrhenius, que en palabras sencillas se traduce en una tasa de autodescarga dos veces mayor cada +10°C de aumento de la temperatura ambiente respecto a la temperatura ambiente de referencia.

El aumento de la impedancia disminuye la capacidad de la celda para suministrar energía. Suele estar relacionado con la degradación del material del ánodo/cátodo por la cantidad de descarga (Estado de Carga - SOC). A veces, sin embargo, el aumento de la impedancia se observa de forma bastante independiente del SOC y debe analizarse por separado. Técnicamente, el aumento inesperado de la impedancia no es una pérdida de capacidad, pero el resultado para el usuario es bastante similar: la aplicación dejará de funcionar debido a la baja tensión suministrada por la batería.

CR
Por lo general, un 1% al año a +25°C. A +65 °C aumenta hasta el 16%. Un cálculo aproximado estipula 100 años a +25°C y 6 años a +65°C. El hecho de que esto no coincida con la experiencia común demuestra que los índices indicativos de autodescarga son solo un aspecto a la hora de estimar la capacidad restante. Como se ha descrito anteriormente, el deterioro de la capacidad también se ve favorecido por los depósitos de Li2CO3 en la superficie del ánodo causados por el nivel de humedad en el interior de la batería, que también podría aumentar debido a la infiltración con el paso del tiempo. Los depósitos de Li2CO3 son responsables del aumento de la impedancia y, por tanto, de la reducción de la tensión a circuito cerrado (CCV) bajo carga. Estos depósitos reducen poco la capacidad disponible, ya que ocupan parte de la superficie de reacción del ánodo de litio, pero por su naturaleza pueden elevar exponencialmente el valor de impedancia en cualquier momento. Al ser impredecible en tiempo y escala, supone una amenaza constante para la operatividad de la aplicación.


CR de grado industrial (tipo de larga duración)
En esencia, la química LiMnO2 es una química de consumo ya que está ampliamente disponible e incluye algunas características de seguridad como un coeficiente de temperatura positivo (PTC) en CR-123A, por ejemplo. Para hacer las baterías CR adecuadas para las necesidades industriales mediante una vida útil predecible y un rango de uso de plena capacidad, Panasonic inventó las baterías CR de grado industrial entre los años 2000-2010 en su forma cilíndrica.

El mecanismo de aumento de la impedancia se suprime mejorando la fórmula del material del cátodo y los aditivos del electrolito.


BR
El material del cátodo es CFn y carece de Mn, que es el elemento clave responsable de los depósitos de Mn en la superficie del ánodo de Li que pueden observarse en la batería CR después de algún tiempo de almacenamiento o uso. Además, la reacción de descarga CF + Li -> LiF + C produce carbono, que es conductor. Por lo tanto, la batería BR tiene una impedancia estable durante toda su vida útil. La autodescarga es del 1% en los modelos tipo botón y del 0,5% en la gama cilíndrica.

ER
La autodescarga depende en gran medida de la química, del fabricante de la celda y del diseño – la frase inicial es la más adecuada para ER. El SOCl2 funciona como cátodo, pero al mismo tiempo es la solución para el electrolito LiAlCl4, que está en contacto físico con el ánodo de Li. Dado que tanto el elemento como la molécula son muy reactivos, se forma instantáneamente una capa de LiCl en la superficie del ánodo.

Si la capa de pasivación de LiCl permanece intacta, se reducirá la tasa de autodescarga a un 1-3% nominal al año, lo que por otro lado sería bastante alto debido a la naturaleza fuertemente reactiva del Li con el SOCl2.
Si se aplica una carga externa suficiente, la capa de pasivación desaparece al cabo de un tiempo (retardo de tensión) y vuelve a formarse instantáneamente cuando se desconecta de la carga. En el proceso de formación de una nueva capa de LiCl en el ánodo, se consume capacidad.
Así pues, la tasa de autodescarga en baterías ER varía en función de la temperatura, las cargas aplicadas y también sus frecuencias, por lo que resulta bastante difícil de predecir en una simulación de aplicación real.
De este modo, el uso de impulsos tiene un efecto directo en la tasa de autodescarga, lo que la hace única en esta comparación de químicas.


Últimos avances en baterías de litio
Panasonic Energy se ha centrado en la química de baterías CR y BR, ya que permite calcular con gran precisión la vida útil de los productos de nuestros clientes. En concreto, nuestras baterías CR de larga duración ofrecen una resistencia interna estable, excelentes características de descarga por impulsos, un amplio rango de temperaturas (-40 a 85°C) y bajas tasas de autodescarga (<1% al año a 20°C). A lo largo de los años, nuestra gama se ha ido ampliando y hoy ofrecemos baterías de 1 a 3 Ah de capacidad en distintos formatos.
Una de nuestras últimas incorporaciones a la gama es la batería CR-LAZ, diseñada para satisfacer las crecientes demandas de funcionamiento a largo plazo de los dispositivos. Esta batería de última generación se ha diseñado específicamente para dispositivos en los que la sustitución frecuente de la batería supone un gran desafío. Con su amplio rango de temperaturas de funcionamiento y excelente rendimiento de descarga de alto pulso, la batería CR-LAZ garantiza un suministro de energía sostenido, prolongando la vida útil de los dispositivos y minimizando la necesidad de intervenciones en la batería.



Con un rango de 1.000 - 3.000 mAh de capacidad nominal, las baterías de litio cilíndricas de Panasonic Energy ofrecen una excelente solución de energía para múltiples aplicaciones, por ejemplo, dispositivos de medición de gran autonomía.

Alimente su aplicación de forma fiable
Las soluciones de baterías de litio que ofrece Panasonic Energy son la opción ideal para aplicaciones con requisitos de temperatura variados, garantizando un rendimiento excepcional durante periodos prolongados de tiempo. Gracias a la exclusiva tecnología CR de Panasonic Energy, estas baterías no se ven afectadas por la pasivación, lo que les permite mantener un suministro de tensión estable durante muchos años. Con una vida útil de más de 15 años, las baterías de Panasonic Energy proporcionan energía fiable de forma constante, incluso tras largos periodos de almacenamiento.
Panasonic Energy, uno de los mayores fabricantes de baterías del mundo, con más de 90 años de experiencia en la producción de baterías industriales de alta calidad, está preparada para ayudar a los clientes a encontrar la solución de batería óptima para sus dispositivos portátiles o fijos. Nuestras baterías destacan en prácticamente todas las aplicaciones, dando servicio a empresas de una gran variedad de sectores.
Póngase en contacto hoy mismo con nuestro equipo de BDM (Desarrollo de Negocio) para obtener más información sobre nuestra amplia gama de productos y servicios. Tanto si necesita asesoramiento técnico, entrega de muestras o asistencia in situ, Panasonic Energy se compromete a satisfacer sus necesidades e impulsar el éxito de su negocio.


Contacto: Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo. e industry.panasonic.eu/products/energy-building/batteries



La familia de baterías de litio de Panasonic Energy para una amplia gama de aplicaciones de metering

 

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