Descarga Autónoma de Baterías
Las baterías experimentan una descarga autónoma gradual, incluso cuando no están conectadas ni entregando corriente. Esto se debe a reacciones químicas «secundarias» que no producen corriente y ocurren dentro de la celda, incluso sin carga aplicada. La tasa de estas reacciones secundarias disminuye al almacenar las baterías a temperaturas más bajas, aunque algunas pueden dañarse al congelarse.
Principios de un Acumulador Eléctrico
Un acumulador eléctrico, o batería, es esencialmente una fuente de energía eléctrica de corriente continua. Convierte la energía química almacenada en energía eléctrica a través de un proceso electroquímico, proporcionando así una fuerza electromotriz para permitir que fluyan corrientes en circuitos eléctricos y electrónicos. Una batería típica consta de una o más células voltaicas.
Fundamentos de la Celda Electroquímica
El principio fundamental en una celda electroquímica son las reacciones redox espontáneas en dos electrodos separados por un electrolito, que es una sustancia conductora iónica y eléctricamente aislante.
Tasas de Descarga Autónoma
- Baterías recargables antiguas: Pierden su carga más rápidamente que las alcalinas desechables, especialmente las baterías basadas en níquel. Una batería de níquel-cadmio (NiCd) recién cargada pierde el 10% de su carga en las primeras 24 horas y después se descarga a una tasa de aproximadamente 10% al mes.
- Baterías de NIMH: Tienen una descarga autónoma del 5–20% el primer día y se estabiliza alrededor del 0.5–4% por día a temperatura ambiente. A 45 °C, la tasa es aproximadamente tres veces más alta.
- Baterías de plomo-ácido: Almacenadas a temperaturas moderadas, tienen una tasa de descarga autónoma estimada del 5% al mes. Esta tasa aumenta con la temperatura y el riesgo de sulfatación se incrementa.
- Baterías recargables de Li-ion: Tienen una tasa de descarga autónoma típicamente indicada por los fabricantes de 1.5–2% al mes. La tasa aumenta con la temperatura y el estado de carga.
- Baterías primarias: Pierden entre el 2 y el 5 por ciento de su carga original por año cuando se almacenan a temperatura ambiente (20–30 °C). Para la batería primaria de litio-metal, como la CR2032, la tasa de descarga autónoma es de alrededor del 1% al año.
Otras Características Importantes
Para comparar y comprender la capacidad de cada batería, algunos parámetros importantes son característicos de cada tipo de batería. Estos parámetros son una referencia cuando se necesita una batería y se requieren cualidades específicas, ya que las baterías se utilizan en todo tipo de dispositivos y para infinitos propósitos.
Voltaje de Celda
El voltaje de las baterías eléctricas se crea por la diferencia de potencial de los materiales que componen los electrodos positivos y negativos en la reacción electroquímica.
Voltaje de Corte
El voltaje de corte es el voltaje mínimo permitido. Este voltaje generalmente define el estado de «vacío» de la batería.
Capacidad
La capacidad coulométrica es el total de Amperios-hora disponibles cuando la batería se descarga a cierta corriente de descarga desde el 100% SOC hasta el voltaje de corte.
Tasa C de la Batería
La tasa C de la batería se refiere a la relación entre la capacidad de la batería y la corriente con la que se descarga.
Degradación
Algunas degradaciones de las baterías recargables ocurren en cada ciclo de carga-descarga. La degradación generalmente ocurre porque el electrolito se migra lejos de los electrodos o porque el material activo se desprende de los electrodos.
Profundidad de Descarga
La profundidad de descarga es una medida de cuánta energía se ha extraído de una batería y se expresa como un porcentaje de la capacidad total. Por ejemplo, una batería de 100 Ah de la que se han extraído 40 Ah ha experimentado una profundidad de descarga del 40%.
Estado de Carga
El estado de carga se refiere a la cantidad de carga en una batería en relación con sus estados «lleno» y «vacío» predefinidos, es decir, la cantidad de carga en Amperios-hora que queda en la batería.
