IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - Septiembre/Octubre 2017 - 35

En comparación con otros tipos de baterías, las baterías de Li-ion
tienen la ventaja de tener una alta densidad de energía, la alta
eficiencia, el ciclo de vida útil largo y la compatibilidad con el
medio ambiente.
Cada tecnología de batería está avanzando y desarrollándose. No obstante, sus tasas de desarrollo varían considerablemente. En comparación con las baterías de ácido-plomo,
NiMH y NaS, las de iones de litio y las RFB se implementan
cada vez más debido a mejoras de rendimiento significativas y reducciones de costos impulsados por el crecimiento
asombroso de mercado y la amplia demanda tecnológica.
Tal y como demuestran los datos de Navigant Research, la
batería de iones de litio está en condiciones de ser la tecnología de almacenamiento de batería predominante con la
capacidad instalada más aumentada en el futuro. Los proveedores conocidos de baterías, como AES y Tesla, escogen
las baterías de iones de litio como sus productos de almacenamiento, creando una competencia feroz en el mercado del
almacenamiento de energía.
A continuación, se describen las principales direcciones
futuras de las tecnologías de almacenamiento de batería,
junto con la gestión de baterías.

Baterías de ácido-plomo
Las baterías de ácido-plomo avanzadas son una tecnología
emergente. Un diseño interesante está inspirado por las ventajas de una batería de ácido-plomo tradicional y un ultracondensador, por tanto, denominada una ultrabatería. Se sintetiza al introducir un electrodo negativo del ultracondensador,
compuesto de carbono activado, dentro de la batería estándar
de ácido-plomo, tal y como se ilustra en el Gráfico 7.
Las baterías avanzadas de ácido-plomo están evolucionando de forma rápida y últimamente se han observado
diversas variantes. En general, hay dos cambios fundamentales. En primer lugar, el electrodo basado en carbono inhibe
la captura de azufre que normalmente sucede en opciones
convencionales de ácido-plomo y da lugar a un aumento de
la resistencia interna y un empeoramiento del rendimiento.
En segundo lugar, con una nueva composición, las baterías
pueden funcionar con una gran variedad de SOC, particularmente en niveles bajos de SOC. Como resultado, las reacciones secundarias de la electrólisis se frenaron y la corrosión
y desecación del electrodo positivo se puede paliar significativamente. Esta tecnología avanzada podría mejorar dramáticamente el rendimiento y la durabilidad de las baterías de
iones de litio.

Baterías de iones de litio
Es de enorme importancia desarrollar mejores baterías
de iones de litio adecuadas para las aplicaciones de almaseptiembre/octubre 2017

cenamiento de energía de gran escala. La importancia
futura de tal desarrollo se podría centrar en cómo reducir el costo de batería y prolongar su vida útil. Todavía es
un enorme desafío diseñar e integrar racionalmente los sistemas de batería de iones de litio para el uso eficiente y suficientemente estable. Mientras que una sola celda de batería
de iones de litio puede tener un ciclo de vida adecuado, el
estado de salud puede deteriorarse para todo un sistema de
batería de iones de litio debido al aumento de variaciones de
celdas durante su uso práctico. Por tanto, es esencial establecer el diseño modular y las técnicas de agrupado flexible
para facilitar el mantenimiento eficiente de la batería y el
control independiente reforzado de confiabilidad.

Baterías de NaS
La batería de NaS, como tecnología madura, no ha experimentado reducciones de costos significativas en los últimos
años. El desarrollo de la batería de ion de sodio fundido a
baja temperatura se encuentra en curso. La menor temperatura de funcionamiento permite el uso de una envoltura
externa de polímero en vez de aceros costosos, como el
cesio, y podría ser una manera eficiente de compensar el
costo. Por otra parte, las mejoras definidas se han obtenido
mediante otras químicas, como la batería de iones de litio,
por lo que el mercado se encuentra despegándose de manera
gradual de la implementación de la batería de NaS.
Una batería de NaS trabaja en un entorno químico agresivo
donde su aislante puede volverse conductor y así desencadenar
los peligros potenciales de seguridad y de autodescarga. El
crecimiento del sodio dendrítico también resulta problemático
porque no sola consume materiales activos, sino que también
puede dar lugar a cortocircuitos internos. La solución de
los problemas de corrosión del aislante y el crecimiento del
sodio dendrítico contribuirá en gran medida al desarrollo de
baterías de NaS.

Baterías redox de flujo
La RFB tienen oportunidades de mercado rápidamente
crecientes como dispositivo de almacenamiento de energía
eléctrica para redes inteligentes debido a su capacidad para
equilibrar las energías renovables intermitentes, la calidad
de la potencia de control y lograr la nivelación de la carga.
Sin embargo, la RFB debe demostrar su competitividad de
costos para la penetración más amplia de mercado. Desde
el punto de vista tecnológico, los materiales de membrana han sido susceptibles hasta ahora a la degradación y
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