Voltaje Nominal de las Baterías
El voltaje nominal es el voltaje de referencia o reportado de una batería, considerado también como su voltaje “normal”. La química diferente de las baterías genera distintos voltajes de celda. Por ejemplo, las baterías alcalinas no recargables como las AAA, AA y C tienen un voltaje de circuito abierto común de 1.5V (DC). Las celdas primarias basadas en litio, que usan litio metálico como ánodo, suelen tener un voltaje de 3V. Casi todas las baterías de iones de litio funcionan a 3.8V (DC), y las baterías de automóviles comunes funcionan a 12V (DC), compuestas por seis celdas de plomo de 2V.
Principio de Funcionamiento de las Baterías
Una 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 una fuerza electromotriz para permitir que la corriente fluya en circuitos eléctricos y electrónicos. Una batería típica consta de una o más celdas voltaicas. El principio fundamental de una celda electroquímica son las reacciones redox espontáneas en dos electrodos separados por un electrolito, que es una sustancia conductora iónica y eléctricamente aislante.
Voltaje en las Baterías Eléctricas
El voltaje de las baterías eléctricas se crea por la diferencia de potencial de los materiales que componen los electrodos positivo y negativo en la reacción electroquímica. El voltaje producido por cada celda de ion de litio es de aproximadamente 3.6 voltios, lo cual es una ventaja, ya que es más alto que el de las celdas estándar de níquel-cadmio, níquel-metal hidruro y alcalinas, que rondan los 1.5 voltios, y el ácido plomo, alrededor de 2 voltios por celda. Debido a que la mayoría de los voltajes resultantes están alrededor de 2V, las celdas se conectan en serie para obtener potenciales eléctricos más prácticos, como en el caso de las baterías de 12V formadas por la conexión en serie de celdas de ácido plomo de 2V.
Parámetros Importantes de las Baterías
Para comparar y entender la capacidad de cada batería, existen parámetros importantes que caracterizan a cada tipo de batería. Estos parámetros son de 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: Creado por la diferencia de potencial de los materiales en los electrodos.
- Voltaje de Corte: El voltaje mínimo permitido, define el estado “vacío” de la batería.
- Capacidad: La capacidad coulométrica es el total de amperios-hora disponibles cuando la batería se descarga a una corriente de descarga específica desde un 100% SOC hasta el voltaje de corte.
- Tasa de C: Refiere a la tasa a la que se descarga la batería.
- Autodescarga: Las baterías se autodescargan gradualmente incluso si no están conectadas y entregando corriente, debido a reacciones químicas secundarias no productoras de corriente que ocurren dentro de la celda.
- Degradación: Alguna degradación ocurre en baterías recargables en cada ciclo de carga-descarga.
- Profundidad de Descarga: Medida de cuánta energía ha sido retirada de una batería, expresada como porcentaje de la capacidad total.
- Estado de Carga: Se refiere a la cantidad de carga en una batería relativa a sus estados “lleno” y “vacío” definidos.
Conclusión
Comprender el voltaje nominal y otros parámetros de las baterías es esencial para su selección y uso adecuados en diversas aplicaciones. El voltaje nominal, en particular, proporciona una referencia crucial para la compatibilidad y eficiencia de las baterías en dispositivos electrónicos y sistemas de energía.
