Baterías, acumuladores, cargadores - glosario de terminología

batería

Dispositivo electroquímico capaz de convertir energía eléctrica en energía química (carga), y - mediante la inversión del proceso - liberar energía eléctrica almacenada en forma de energía química (descarga). Se compone de una o más (batería) celdas electroquímicas.

Amperio [A]

Unidad de medida de la intensidad de la corriente eléctrica.

amperios-hora [Ah]

Producto de la intensidad de la corriente (medida en amperios) por la duración del tiempo (en horas) durante el cual la batería puede suministrar corriente de esa intensidad. La capacidad de las baterías/acumuladores se suele expresar en amperios-hora; según la definición, una batería con una capacidad de 1Ah puede suministrar corriente de 1A durante una hora, corriente de 0,5A durante dos horas, etc.

ánodo

Electrodo positivo en el que en una solución líquida ocurre el proceso de oxidación - se liberan aniones (iones negativos). En el caso de los acumuladores, dependiendo de la dirección del flujo de corriente (proceso de carga o descarga), cada uno de los dos electrodos puede desempeñar la función de ánodo. El electrodo negativo es el ánodo durante la descarga.

batería

En el lenguaje coloquial, se refiere a una o más celdas galvánicas (electroquímicas) conectadas eléctricamente (en serie, en paralelo), que permiten la conexión de otros dispositivos eléctricos.

batería alcalina

Batería en la que se utiliza una solución alcalina (básica) como electrolito. El electrolito más popular de este tipo es el hidróxido de potasio. Las baterías de este tipo no contienen mercurio ni cadmio.

batería primaria

Batería que solo se puede usar una vez. No es posible someterla a un proceso de carga para revertir las reacciones químicas que generaron la corriente. Ejemplos de baterías primarias son las baterías de zinc-carbono y alcalinas. El opuesto de una batería primaria son los acumuladores (baterías secundarias), en los que los procesos químicos que ocurren durante la descarga (uso) son reversibles.

batería secundaria

ver batería

CC/CV

CC - corriente constante (intensidad de corriente constante), CV - voltaje constante (tensión constante) - términos que describen las fases básicas de carga de los acumuladores de litio. Para un acumulador Li-ion típico de 3.7V, la carga comienza con la fase de carga a corriente constante CC. El acumulador se carga con corriente constante hasta alcanzar el voltaje final - generalmente 4.20V. Después de alcanzar el voltaje final, la intensidad de la corriente comienza a disminuir y el proceso de carga entra en la fase CV - carga a voltaje constante. La carga se completa después de que la intensidad de la corriente disminuye a un valor específico (generalmente 50-150 mA). La corriente al final de la carga se llama corriente de terminación.

factores externos

Factores que pueden influir en la eficiencia y el tiempo de funcionamiento de la batería - como la temperatura, la humedad, las vibraciones, los golpes, etc.

ciclo

En los acumuladores, una secuencia única de procesos de carga y descarga (uso) del acumulador.

tiempo de almacenamiento

Tiempo durante el cual un acumulador no utilizado puede ser almacenado sin pérdida irreversible de sus propiedades. La duración de este tiempo depende de la rapidez con que ocurren en el acumulador los procesos de autodescarga.

efecto memoria

Un fenómeno controvertido que supuestamente ocurre en algunos tipos de acumuladores (por ejemplo, de níquel-cadmio). Se dice que consiste en la reducción de la capacidad del acumulador cuando su ciclo de trabajo se ha completado con una descarga incompleta.

electrodo positivo

Electrodo que durante el proceso de descarga (uso) de la batería acepta electrones.

electrodo negativo

Electrodo que durante el proceso de descarga (uso) de la batería suministra electrones.

energía

Además de la capacidad, es el valor que determina la eficiencia de la batería/acumulador. Para medirla, es necesario extraer toda la energía almacenada de un acumulador/batería completamente cargado (es necesario realizar el proceso de descarga). La energía almacenada en la batería se mide generalmente en vatios-hora [Wh]. Una batería con energía de 1Wh puede suministrar una potencia de 1W durante una hora, una potencia de 0.5W durante dos horas, etc. El valor de la energía almacenada [Wh] en relación con la capacidad [Ah] es más complementario y útil para evaluar la eficiencia de una batería dada, ya que tiene en cuenta el valor de la tensión a lo largo de todo el proceso de descarga.

electrolito

Sustancia que permite el movimiento de iones dentro de la celda electroquímica. Densidad de energía característica de un sistema electroquímico dado, medida en [Wh/m3]. Define la cantidad de energía que puede almacenar la batería en una unidad de volumen.

cátodo

Electrodo negativo en el que ocurren procesos de reducción, es decir, los cationes (iones cargados positivamente) aceptan electrones (cargas negativas). En los acumuladores, cada uno de los electrodos puede funcionar como cátodo, dependiendo de la dirección de la corriente. El electrodo positivo es el cátodo durante el funcionamiento normal del acumulador (descarga).

carga

Proceso durante el cual la energía eléctrica suministrada externamente se convierte en energía química almacenada en el acumulador.

carga de mantenimiento

Proceso al que la mayoría de los cargadores someten a los acumuladores después de completar su carga a plena capacidad, contrarrestando la tendencia natural a la autodescarga del acumulador. En el caso de los acumuladores populares (Ni-Cd, Ni-MH), se trata de una carga con corriente muy baja.

cargador

Dispositivo que suministra energía eléctrica a los acumuladores durante el proceso de carga.

milivatios-hora [mWh], vatios-hora [Wh]

Unidades que determinan la energía eléctrica que puede acumular una batería o acumulador. A diferencia de la unidad de capacidad expresada en miliamperios-hora/amperios-hora, el valor de la energía tiene en cuenta el perfil de tensión de salida de la batería, lo que permite comparar los valores de energía entre cada fuente de alimentación.

tensión

Diferencia de potencial medida en voltios [V] entre los electrodos de la batería. En el caso de las celdas, depende del sistema electroquímico de la celda. En el caso de las baterías compuestas por varias celdas, también depende del tipo de conexiones eléctricas entre las celdas individuales (serie, paralelo).

tensión final

Tensión al alcanzar la cual se completa el proceso de descarga o carga de la batería o acumulador. En el caso de los acumuladores de litio, se refiere a la tensión final a la que se carga la celda en la fase CV. Después de alcanzar y estabilizar esta tensión, el cargador debe finalizar la carga.

tensión de terminación

Ver tensión final.

celda electroquímica

La unidad más pequeña que forma parte de la batería - se compone de un electrodo positivo y uno negativo, un separador y un electrolito. Almacena energía eléctrica en forma química. La capacidad de la celda depende de su tamaño, mientras que la tensión de la celda depende del tipo electroquímico de la celda. Todas las celdas son capaces de convertir energía química en eléctrica, algunas (acumuladores) - también de convertir la energía eléctrica que se les suministra en química (carga).

capacidad (C)

Valor que determina la eficiencia de la batería/acumulador. La única forma de determinar la capacidad es extraer toda la capacidad almacenada de un acumulador/batería completamente cargado (es necesario realizar el proceso de descarga). La capacidad de la batería se mide generalmente en amperios-hora [Ah]. Una batería con una capacidad de 1Ah puede suministrar corriente de 1A durante una hora, corriente de 0.5A durante dos horas, etc. La corriente de carga/descarga para los acumuladores a menudo se expresa en múltiplos de C - por ejemplo, una corriente de 0.1C para un acumulador con capacidad de 1.4Ah (1400mAh) es 140mA.

corriente de terminación de carga

Término característico para los acumuladores de litio. Define la corriente mínima de carga con la que se carga la celda de litio después de alcanzar la tensión final en la fase de carga a tensión constante (CV).

resistencia interna

En baterías y acumuladores, define la resistencia propia de la celda. Cada acumulador y batería actúa en cierto rango como un resistor estándar, donde la corriente que fluye a través de ellos causa una caída de tensión. Cuanto mayor es la resistencia que presenta la batería, mayor es la caída de tensión que causa y, como resultado, menor corriente puede fluir a través de ella hacia el dispositivo objetivo. Una batería con mayor resistencia genera una mayor caída de tensión en los terminales durante la descarga - de acuerdo con la ley básica de Ohm. El aumento de la resistencia interna es un fenómeno natural del desgaste de los acumuladores y baterías a medida que se utilizan. Es un fenómeno muy negativo, ya que a menudo conduce a un apagado prematuro e inesperado del dispositivo en uso. Las pérdidas de energía asociadas con la resistencia interna del acumulador se disipan en forma de calor directamente en el acumulador y sus contactos. Una alta resistencia interna puede llevar al sobrecalentamiento de los acumuladores y baterías en dispositivos exigentes - por ejemplo, en flashes. Junto con la capacidad, es uno de los parámetros más importantes y significativos que determinan la eficiencia de la batería o acumulador, cuya existencia no todos son conscientes. En el mercado hay solo unos pocos cargadores probados que pueden medir correctamente y proporcionar al usuario el valor de resistencia - entre estos cargadores se encuentran everActive NC-3000 para acumuladores Ni-MH y everActive LC-2100 para acumuladores de iones de litio.

autodescarga

La autodescarga - es un fenómeno que ocurre en las baterías como resultado de reacciones químicas que ocurren en ellas sin conexión entre los terminales de la batería. La autodescarga reduce la vida útil de la batería y provoca que tengan una menor capacidad de carga que la que se asumió al comenzar a usar la celda.
La rapidez y la intensidad del proceso de autodescarga dependen del tipo de batería y de factores como la temperatura de funcionamiento y almacenamiento.
Generalmente, las baterías de litio tienen una menor capacidad de autodescarga (aproximadamente 2-3% de la capacidad total /mes), mientras que las baterías basadas en níquel son más propensas a la autodescarga (níquel-cadmio Ni-Cd 15-20% de la capacidad total /mes, mientras que las de níquel-hidruro Ni-MH 30% de la capacidad total/mes). En el caso de las celdas fabricadas con tecnología Ni-MH, las baterías de nueva generación - por ejemplo, Eneloop, son capaces de mantener una capacidad útil durante muchos años.
Como se puede ver, este proceso tiene un gran impacto en la eficiencia de uso de la batería.
Asumiendo lo que sabemos, a saber, el hecho de que la autodescarga es una reacción química, podemos preguntarnos qué factores influyen en el proceso que ocurre.
La autodescarga es un proceso químico que ocurre en un circuito cerrado y generalmente ocurre más rápido a temperaturas más altas. Almacenar las baterías a temperaturas más bajas reduce la tasa de autodescarga y ayuda a conservar la energía inicial almacenada en la batería.
Las causas más específicas de este fenómeno aún no se han comprendido completamente.

separador

Aislante eléctrico que separa los electrodos dentro de la celda electroquímica.

sistema electroquímico

Estructura y componentes químicos que forman parte de la celda, que determinan sus parámetros.

vida útil

Define la durabilidad del acumulador - generalmente se expresa en ciclos de trabajo. En general, la vida útil depende en gran medida de las condiciones de operación del acumulador. Copyright © Baltrade