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Baterías de litio LSP de Saft – ¿Qué condensador utilizar para su aplicación IoT?

baterias de litio

Por Romain Cayzac, director técnico de la división CE en Poitiers

Los condensadores almacenan y liberan cargas para contrarrestar los picos de potencia inesperados. En combinación con las baterías de litio, los condensadores actúan como soporte de pulsos para proporcionar rápidamente la alta potencia requerida en los dispositivos IoT. Actualmente, Saft tiene una amplia gama de soluciones con condensadores en la gama LSP: ¿qué solución de batería híbrida (pila primaria + soporte de pulsos) tendría que elegir para terminar con éxito su proyecto IoT?

En abril de 2020, lanzamos una nueva gama de productos, la gama LSP20F, que satisface las necesidades de una nueva generación de dispositivos inteligentes, que exigen una mayor capacidad de pulsos de potencia, en un rango más amplio de temperatura de funcionamiento y larga vida útil.

Nuestra gama LSP combina una tecnología fiable de celdas Li-SOCl2 de baja descarga y de última generación, además de una cuidada selección de LiC (condensador de Li-ion), que actúa como soporte de pulsos. Desde entonces, hemos mejorado la gama con diferentes condensadores, lo que nos permite responder a la mayoría de las necesidades de nuestros clientes y a las especificaciones de los protocolos de telecomunicaciones.

Hemos pedido a Romain Cayzac, director técnico de la división CE en Poitiers, nuestro departamento de I+D, que explique las diversas opciones y condensadores disponibles en nuestra gama LSP para ayudar a los desarrolladores de IoT.

¿Por qué creamos la gama LSP?

“Saft está produciendo la gama LS basada en la química de cloruro de litio-tionilo (Li-SOCl2), que se caracteriza por su alta tensión y alta densidad de energía. Su construcción en bobina hace que estas celdas sean especialmente adecuadas para aplicaciones que requieren corrientes de pulsos muy bajas, continuas o moderadas, como dispositivos de medición. Con un coeficiente de autodescarga muy bajo, la gama LS se ha diseñado para ofrecer una larga vida útil (de cinco a +20 años) en aplicaciones que presentan poca corriente base de µA y pulsos periódicos.

Para solicitudes de pulsos más altos, tenemos el LSH, también basado en cloruro de litio-tionilo, que presenta una construcción en espiral. Este diseño optimiza una carga alta a expensas de la capacidad (aplicaciones típicas de 10 años). Nuestra gama, por lo tanto, carecía de una batería que pudiera ofrecer más de 10 años de capacidad en aplicaciones que requieren una corriente de pulsos alta, y una tensión alta de 3,6V.

Así que creamos la gama LSP.

¿Qué es exactamente la gama LSP?

La gama LSP reúne nuestra tecnología de celdas Li-SOCl2 de baja autodescarga, y un soporte de pulsos, que puede ser un condensador electrolítico, un condensador electroquímico de doble capa o un condensador de litio.

¿Por qué necesitamos un condensador que actúe como soporte de pulsos?

Las celdas Li-SOCl2 están sujetas a pasivación, un fenómeno que causa la formación de una capa de cloruro de litio en el ánodo.

La pasivación protege a la celda contra autodescargas, y permite una larga vida útil. Sin embargo, la capa de pasivación aumenta la resistencia interna de la celda, lo que puede dar lugar a lecturas de baja tensión en momentos iniciales (rango de pocos ms) al conectar una carga a la celda. Este proceso es particularmente común después de almacenarlo a temperaturas altas.

Por supuesto, nuestra gama LS puede responder a esto, pero algunas aplicaciones, con pulsos de corriente alta y tensiones bajas de desconexión, frecuentes fluctuaciones de temperaturas “altas” (por encima de + 40 °C), y para las que cualquier registro de tensión por debajo de la desconexión activará una señal de advertencia de batería baja, tienen más posibilidades de verse perturbadas por la pasivación.

Para evitar esto, agregamos un condensador electrolítico, un supercondensador, o un condensador de litio en paralelo a la celda. El condensador almacena energía para ayudar a aumentar la tensión necesaria, y evitar cualquier retraso en la entrega de corriente. La cantidad de carga eléctrica transportada por el capacitador de pulsos a un potencial eléctrico dado, se llama capacitancia, y se mide en faradios (F).
¿Cuáles son las diferentes capacitancias disponibles?

Tenemos una amplia gama de condensadores que satisfacen una variedad de necesidades de los clientes.

Primero creamos el LSP 3F (3 faradios) que cuenta con una doble capa electroquímica, que necesitan transmitir regularmente a baja temperatura (-30°C a +60°C). Pero a temperaturas altas, la solución queda limitada por la corriente de fuga de esta tecnología (lo que lleva a la pérdida de capacidad de una celda).

Después de realizar estudios de mercado, nos hemos dado cuenta de que los clientes necesitaban soportes de pulsos, con una mayor capacitancia en faradios, para objetos conectados que requieren una comunicación regular y pulsos fuertes, pero no demasiado largos. Por lo tanto, creamos el LSP 20F (20 faradios), utilizando un condensador de Li-ion, una solución que ofrece una mejor estabilidad a temperatura media (-20°C +70°C). Lo hemos probado frente a la competencia, acelerando los ensayos de pulsos de la batería, y nuestra solución ofrece mejores prestaciones en términos de capacidad de pulso, rango de temperatura de funcionamiento y estabilidad de rendimiento a lo largo de su vida útil. Adicionalmente, la autodescarga y la resistencia equivalente en serie (ESR) son más bajas.

Algunos clientes también necesitan una solución para aplicaciones con menos pulsos, a temperaturas que oscilan entre -60°C y + 85°C. No quieren perjudicar la capacidad de su batería con un condensador más grande. Así que creamos el LSP 20mF, utilizando un condensador electrolítico de 20 milifaradios (20mF). El LSP 20mF resulta especialmente útil para aplicaciones implementadas a altas temperaturas. También es más barato, y ofrece una excelente relación calidad-precio. Saft es hoy en día el único fabricante que ofrece una solución de batería de condensador electrolítico.

Estos 3 productos identificados, disponibles en diferentes tamaños de celdas, desde AA hasta D, se han desarrollado desde entonces con varias combinaciones de condensadores, que van desde unos pocos microfaradios (µF), a varias décimas de un faradio. Ahora podemos ofrecer soluciones estables y cualitativas que respondan a casi todas las necesidades de nuestros clientes. Algunos ejemplos de aplicaciones de la gama LSP: Medidores de gas y calor de agua, sensores IOT interiores y exteriores (estacionamiento inteligente, agricultura inteligente…), seguimiento de activos…

Saft LSP: Una solución flexible que se puede personalizar, según sus necesidades

Y para lo inesperado, también podemos desarrollar soluciones personalizadas. Si se necesita, podemos utilizar diferentes condensadores, podemos proporcionar una solución plug and play utilizando un conector o soldarlo, podemos crear soportes para el condensador, montar varias celdas en serie, o en paralelo, etc.

Una solución completamente probada para una tranquilidad total

El 100% de nuestros condensadores y el 100% de nuestras baterías LSP finales se comprueban para garantizar que cumplen nuestros estándares en términos de entrega de pulsos, una vez montadosSólo ensamblamos los mejores componentes y realizamos varios controles en nuestros condensadores de pulsos, para garantizar que están en línea con la vida útil calculada por el cliente. Algunos desarrolladores prefieren elegir y montar su propio condensador, pero no realizan pruebas avanzadas en él, lo que podría llevar a resultados decepcionantes en el campo.

Con la gama LSP de Saft, independientemente de lo que el cliente desee, por compleja que sea la batería, tenemos una solución flexible y cualitativa para satisfacer sus necesidades.

Si desea obtener más información sobre la gama de productos LSP o recibir recomendaciones personalizadas, póngase en contacto con nosotros en el correo contacto@saftbatteries.com, estaremos encantados de ayudarle.

Características de nuestra gama de baterías LSP

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