Características de las Baterías de Níquel-Cadmio
La batería de níquel-cadmio (batería Ni-Cd) es un tipo de batería secundaria que utiliza hidróxido de óxido de níquel Ni(O)(OH) como cátodo y cadmio metálico como ánodo. Esta combinación otorga características distintivas a la batería Ni-Cd, haciéndola adecuada para ciertas aplicaciones, a pesar de sus limitaciones y preocupaciones ambientales.
Voltaje y Capacidad
Un valor común de voltaje en circuito abierto para las baterías Ni-Cd (por ejemplo, AAA y AA) es de 1.2V. Las baterías Ni-Cd AA presentan un voltaje nominal de 1.2 voltios y una capacidad media de 600-1000 mAh. La capacidad coulométrica es la cantidad total de amperios-hora disponibles cuando la batería se descarga a una corriente de descarga específica del 100% SOC al voltaje de corte.
Autodescarga y Ciclo de Vida
Las baterías se auto-descargan gradualmente incluso si no están conectadas y suministrando corriente. Esto se debe a reacciones químicas «secundarias» que ocurren dentro de la celda incluso cuando no se aplica carga. La tasa de autodescarga de una batería Ni-Cd es de aproximadamente el 10%/mes a 20 °C, aumentando hasta el 20% a temperaturas más altas. Las baterías Ni-Cd pueden ofrecer 300 a más de 500 ciclos de descarga/carga.
Impedancia Interna y Potencia
La batería tiene baja impedancia interna, lo que resulta en altas capacidades de potencia pero una menor capacidad de almacenamiento de energía en comparación con otros sistemas de baterías. Su larga vida útil y la capacidad de recarga rápida son ventajas significativas, aunque pueden sufrir de depresión de voltaje o efecto memoria, lo que significa que el voltaje de carga máximo disminuirá y, por lo tanto, la capacidad energética si se descarga continuamente de manera poco profunda.
Impacto Ambiental
El mayor inconveniente de las baterías Ni-Cd es el contenido de cadmio. El cadmio es extremadamente tóxico; por lo tanto, la Ni-Cd no será una alternativa para un sistema de batería moderno. Actualmente, las aplicaciones de las baterías de níquel-cadmio están en dispositivos portátiles de pequeño tamaño como herramientas eléctricas, juguetes, iluminación de emergencia, instrumentación médica o productos portátiles industriales. Se utiliza en productos de pequeño tamaño porque su costo para aplicaciones de baja potencia es económico, pero de tres a cuatro veces más costoso que las baterías de plomo-ácido para la misma capacidad.
Tasa de Carga y Descarga
La tasa de C se usa para expresar qué tan rápido se descarga o carga una batería en relación con su capacidad máxima. Tiene unidades h-1. Una tasa de 1C significa que la corriente de descarga descargará toda la batería en 1 hora. Las baterías NiCd diseñadas para una carga rápida pueden cargarse con corrientes que son varias veces la tasa de C sin acumulación extensiva de calor.
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 cual se han extraído 40 Ah ha experimentado una profundidad de descarga (DOD) del 40%.
Conclusión
Entender las características de las baterías de níquel-cadmio es esencial para seleccionar la batería adecuada para diferentes aplicaciones. Aunque ofrecen ventajas como baja autodescarga y ciclos de vida largos, las preocupaciones ambientales y el efecto memoria limitan su uso en tecnologías modernas.
