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¿Qué es mejor, una batería de litio o de NiMH?

September 12 , 2025

¿Qué es mejor, una batería de litio o de NiMH?

Impulsada por la tecnología moderna, la tecnología de baterías continúa avanzando. Como dos tipos principales de baterías recargables, las baterías de litio y de níquel-hidruro metálico ofrecen ventajas y aplicaciones únicas. Este artículo proporcionará un análisis profundo de las baterías de litio y de níquel-hidruro metálico desde múltiples perspectivas, incluyendo la densidad energética, el tiempo de carga, la tasa de autodescarga, el costo, la seguridad, la vida útil, el respeto al medio ambiente y las tecnologías relacionadas, para ayudar a los lectores a comprender mejor y elegir el tipo de batería adecuado.

Densidad de energía

La densidad energética es una métrica clave de rendimiento que influye directamente en la vida útil, el volumen y el peso de la batería. Las baterías de litio suelen tener una densidad energética de entre 150 y 250 Wh/kg, mientras que las baterías de níquel-hidruro metálico tienen una densidad energética de aproximadamente 60 a 120 Wh/kg. Esto significa que las baterías de litio pueden suministrar más energía con el mismo peso, lo que las hace adecuadas para aplicaciones que requieren alta densidad energética, como teléfonos inteligentes y vehículos eléctricos.

Lithium ion battery

Tiempo de carga
El tiempo de carga es un factor crucial en la experiencia del usuario. Las baterías de litio se cargan rápidamente, generalmente en 2-3 horas. En cambio, las baterías de níquel-hidruro metálico tardan más en cargarse, normalmente de 3 a 10 horas. Las baterías de litio ofrecen una clara ventaja para dispositivos que requieren una carga rápida, como teléfonos móviles y herramientas eléctricas.

Tasa de autodescarga
La tasa de autodescarga se refiere a la pérdida natural de carga de la batería cuando no se utiliza. Las baterías de litio tienen una tasa de autodescarga menor, de aproximadamente entre el 1,5 % y el 2 % mensual, mientras que las baterías de níquel-hidruro metálico tienen una tasa de autodescarga mayor, que alcanza entre el 20 % y el 30 % mensual. Esto significa que las baterías de litio retienen mejor su carga durante periodos prolongados de inactividad, lo que las hace ideales para fuentes de alimentación de emergencia y dispositivos que no se utilizan durante periodos prolongados.

Costo
El costo es un factor importante a considerar al elegir una batería. Las baterías de níquel-hidruro metálico tienen costos de producción más bajos y son relativamente asequibles. Las baterías de litio tienen un proceso de producción más complejo y son relativamente caras, pero con los avances tecnológicos y la producción a gran escala, sus precios han disminuido constantemente, convirtiéndose gradualmente en la opción más común en el mercado. Para aplicaciones con presupuestos limitados, las baterías de níquel-hidruro metálico pueden ser más atractivas.

Seguridad
La seguridad es un aspecto clave en el uso de baterías. Las baterías de níquel-hidruro metálico se consideran generalmente más seguras que las de litio debido a su menor capacidad calorífica específica y densidad energética, y a su punto de fusión de 400 °C. Esto significa que no se calientan rápidamente ni se inflaman en caso de colisión, aplastamiento, perforación o cortocircuito. Sin embargo, debido a la alta reactividad de los iones de litio y a su alta densidad energética, algunas materias primas para baterías de litio son inflamables. Un cortocircuito puede provocar un aumento de temperatura que podría provocar una combustión espontánea. Por lo tanto, las baterías de níquel-hidruro metálico ofrecen una mayor seguridad.

Vida útil del servicio
La vida útil es un indicador clave del rendimiento de la batería. Las baterías de iones de litio suelen tener una vida útil de más de 1000 ciclos de carga, mientras que las baterías de níquel-hidruro metálico tienen una vida útil de 300 a 500 ciclos de carga. Esto significa que las baterías de iones de litio ofrecen un mejor rendimiento durante periodos de uso prolongados y son adecuadas para aplicaciones que requieren una larga vida útil, como vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía.

Desempeño ambiental
El rendimiento ambiental es un factor clave en la tecnología moderna de baterías. Las baterías de níquel-metal hidruro no contienen metales pesados tóxicos y tienen un alto valor de reciclaje. Si bien las baterías de iones de litio no contienen sustancias peligrosas como el cadmio, sus procesos de producción y reciclaje sí tienen cierto impacto ambiental. En general, las baterías de níquel-metal hidruro ofrecen un mejor rendimiento ambiental.

Escenarios de aplicación
Las baterías de iones de litio se utilizan ampliamente en teléfonos inteligentes, portátiles, vehículos eléctricos, herramientas eléctricas y sistemas de almacenamiento de energía renovable. Su alta densidad energética, carga rápida y larga duración las convierten en la opción preferida para estos dispositivos de alto rendimiento. Las baterías de NiMH se utilizan con mayor frecuencia en cámaras digitales, dispositivos de comunicación, cosméticos personales y vehículos híbridos. Su bajo coste y alta seguridad las hacen competitivas en estos sectores.

Velocidad de carga
Las baterías de litio suelen cargarse más rápido que las de NiMH. Las baterías de litio se cargan completamente en una a tres horas, mientras que las de NiMH tardan más de diez horas. Su rápida capacidad de carga las hace más adecuadas para aplicaciones que requieren una carga rápida, como smartphones y vehículos eléctricos.

Métodos de carga
Las baterías de litio y las baterías de NiMH utilizan métodos de carga diferentes. Las baterías de litio suelen utilizar un método de carga de corriente constante a voltaje constante (CCCV), que inicialmente carga a una corriente constante. Una vez que el voltaje alcanza cierto nivel, la batería cambia a voltaje constante hasta que se carga por completo. Las baterías de NiMH, por otro lado, dependen más de la carga de corriente constante, lo que resulta en fluctuaciones de corriente más pequeñas y un voltaje más uniforme durante la carga.

Eficiencia de carga
La eficiencia de carga se refiere a la eficiencia con la que una batería convierte la energía eléctrica en energía química durante el proceso de carga. Las baterías de iones de litio suelen tener una eficiencia de carga coulombiana de entre el 80 % y el 90 %, mientras que las baterías de níquel-hidruro metálico suelen tener una eficiencia de carga coulombiana del 66 %. Esto significa que por cada 100 amperios-hora de carga suministrada, se requieren 150 amperios-hora de carga. Esto indica que las baterías de iones de litio experimentan menos pérdida de energía durante la carga y son más eficientes.

Sensibilidad a la temperatura
Las baterías de hidruro metálico de níquel son sensibles a la temperatura, lo que provoca que su voltaje disminuya con las fluctuaciones de temperatura y pueda explotar en temperaturas extremas. Por el contrario, las baterías de iones de litio, aunque también sensibles a la temperatura, generalmente toleran mejor las fluctuaciones de temperatura y mantienen un voltaje constante incluso a altas temperaturas.

Seguridad de carga
Las baterías de hidruro metálico de níquel se consideran generalmente más seguras que las de iones de litio porque contienen menos componentes activos, lo que reduce la probabilidad de reacciones. Debido a sus propiedades químicas, las baterías de iones de litio son más susceptibles a la fuga térmica al sobrecalentarse o sobrecargarse, por lo que requieren circuitos de protección para garantizar un funcionamiento seguro.

Mecanismo de generación de calor y modelo térmico
Las baterías de iones de litio experimentan reacciones químicas durante la carga y la descarga, generando calor. El electrodo negativo de una batería de iones de litio tiene una capa de SEI. Cuando la temperatura alcanza entre 80 °C y 120 °C, la capa de SEI se descompone, provocando un calor excesivo en la batería. Los modelos térmicos para baterías de iones de litio se basan generalmente en la fórmula propuesta por Bernardi et al., que supone una generación de calor uniforme dentro de la batería.

El mecanismo de generación de calor de las baterías de níquel-hidruro metálico es similar al de las baterías de iones de litio, pero debido a su diferente composición química y características de reacción, la tasa de generación de calor y el modelo térmico pueden variar. Las baterías de níquel-hidruro metálico también generan calor durante la carga, pero la cantidad de calor liberado suele ser menor que la de las baterías de iones de litio.

Sistema de gestión térmica (BTMS)
El BTMS para baterías de iones de litio suele ser más complejo debido a su mayor sensibilidad a la temperatura. Estas baterías tienen un rango de temperatura de funcionamiento estrecho, con una temperatura óptima de aproximadamente 25 °C y una diferencia máxima de temperatura de funcionamiento de no más de 5 °C. Los sistemas de gestión térmica de las baterías de iones de litio requieren un control estricto de la temperatura para evitar la fuga térmica y maximizar su vida útil. Las baterías de NiMH tienen sistemas de gestión térmica relativamente sencillos debido a su menor sensibilidad a la temperatura. Las baterías de NiMH pueden funcionar en un amplio rango de temperaturas, y las temperaturas extremas rara vez afectan su rendimiento y vida útil.

Tecnologías de refrigeración
Las tecnologías de refrigeración comunes para baterías de iones de litio incluyen refrigeración por aire, refrigeración líquida y refrigeración por materiales de cambio de fase. Los sistemas de refrigeración líquida se utilizan ampliamente en baterías de iones de litio, especialmente en vehículos eléctricos, gracias a su eficiente capacidad de intercambio de calor. Los sistemas de refrigeración líquida pueden mantener una temperatura uniforme en la batería, lo que reduce el riesgo de degradación del rendimiento y descontrol térmico.

Las baterías de NiMH pueden utilizar sistemas de refrigeración por aire o por líquido. Dado que las baterías de níquel-hidruro metálico presentan un menor riesgo de fugas térmicas, el diseño de su sistema de refrigeración puede ser relativamente sencillo y rentable.

Control de temperatura
Las baterías de iones de litio requieren un control de temperatura más riguroso, lo que requiere un sistema preciso para mantenerlas dentro del rango óptimo de temperatura de funcionamiento. Un sistema de gestión térmica de baterías de iones de litio puede incluir componentes como sensores de temperatura, ventiladores, bombas y refrigerante para un control activo de la temperatura.
Las baterías de hidruro metálico de níquel requieren un control de temperatura menos estricto y es posible que solo requieran un sistema de gestión térmica pasivo, como un disipador de calor o enfriamiento por convección natural.

Seguridad térmica
La seguridad térmica de las baterías de iones de litio es un factor clave en la gestión térmica. El funcionamiento de estas baterías a altas temperaturas acelera las reacciones electroquímicas, lo que provoca la degradación de su capacidad, una menor vida útil de la batería e incluso la posibilidad de incendio. Por lo tanto, un sistema de gestión térmica de baterías de iones de litio debe ser capaz de prevenir el sobrecalentamiento.
Las baterías de níquel-hidruro metálico ofrecen una seguridad térmica relativamente alta, ya que reaccionan con menos violencia al sobrecalentamiento que las baterías de iones de litio. Un sistema de gestión térmica de baterías de níquel-hidruro metálico se centra más en mantener el rendimiento de la batería que en prevenir el embalamiento térmico.

Comparación entre baterías de iones de litio y baterías de níquel-hidruro metálico

Aspecto	Batería de iones de litio	Batería de níquel-hidruro metálico (NiMH)
Densidad de energía	150–250 Wh/kg, más alta, más ligera, mayor autonomía; ideal para vehículos eléctricos y teléfonos inteligentes	60–120 Wh/kg, menor; más voluminoso para la misma capacidad
Tiempo de carga	2–3 horas (carga rápida compatible)	3–10 horas (carga más lenta)
Tasa de autodescarga	Bajo: 1,5–2 %/mes; mantiene bien la carga	Alto: 20–30 %/mes; pierde carga rápidamente
Costo	Mayor costo, pero precios que bajan con la producción en masa	Menor costo, más asequible
Seguridad	Riesgo de fuga térmica, inflamable bajo mal uso; necesita circuitos de protección.	Más seguro, menor densidad energética, menos propenso a incendios y explosiones.
Vida útil del servicio	>1000 ciclos de carga (mayor vida útil)	300–500 ciclos de carga (vida útil más corta)
Desempeño ambiental	No hay cadmio tóxico, pero el reciclaje tiene impacto ambiental	Sin metales pesados tóxicos, mayor valor de reciclaje, más ecológico.
Escenarios de aplicación	Teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, vehículos eléctricos, herramientas eléctricas, almacenamiento de energía	Cámaras, pequeños dispositivos electrónicos, dispositivos personales, vehículos híbridos
Velocidad de carga	1–3 horas (carga rápida compatible)	>10 horas (lento)
Método de carga	CCCV (corriente constante → voltaje constante)	Corriente constante (voltaje más uniforme)
Eficiencia de carga	80–90% (menos pérdida de energía)	~66% (mayor pérdida de energía)
Sensibilidad a la temperatura	Moderado; puede tolerar fluctuaciones pero necesita control.	Alto; caídas de tensión con cambios de temperatura, riesgo de explosión en extremos
Seguridad de carga	Necesita monitorización; riesgo de sobrecarga/sobrecalentamiento	Más seguro, menos componentes activos
Generación de calor	Genera más calor (descomposición de la capa SEI 80–120 °C)	Genera menos calor en general.
Sistema de gestión térmica (BTMS)	Complejo, rango de temperatura estrecho (~25 °C óptimo), se requiere control activo	Simple, rango operativo más amplio, menos afectado por los extremos
Tecnologías de refrigeración	Aire, líquido, cambio de fase; refrigeración líquida común en los vehículos eléctricos	Refrigeración por aire o líquido simple; bajo costo
Control de temperatura	Estricto; requiere sensores, ventiladores, bombas, refrigerante	Relajado; a menudo pasivo (disipador de calor, convección)
Seguridad térmica	Alto riesgo si se sobrecalienta; puede degradarse e incendiarse.	Alta seguridad térmica; enfoque en el rendimiento, no en el descontrol

Conclusión

Si buscas alta densidad energética, carga rápida y una larga vida útil, las baterías de litio son mejores.
Si la seguridad, el respeto al medio ambiente y el bajo coste son más importantes, las baterías de níquel-hidruro metálico son mejores.

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