El Voltaje de Corte de las Baterías
Una batería eléctrica 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 fuente de fuerza electromotriz para permitir el flujo de corrientes en circuitos eléctricos y electrónicos. Una batería típica consta de una o más células voltaicas.
El principio fundamental en una celda electroquímica son las reacciones redox espontáneas en dos electrodos separados por un electrolito, que es una sustancia conductiva iónica y eléctricamente aislante. La tensión de las baterías eléctricas se crea por la diferencia de potencial de los materiales que componen el electrodo positivo y el negativo en la reacción electroquímica.
Voltaje de Corte
El voltaje de corte es el voltaje mínimo permitido. Este voltaje generalmente define el estado “vacío” de la batería. En la mayoría de las baterías, la descarga profunda causa una degradación irreversible de los materiales. La capacidad coulométrica es el total de Amperios-hora disponibles cuando la batería se descarga a una corriente de descarga determinada desde el 100% del estado de carga (SOC) hasta el voltaje de corte. Algunos dispositivos electrónicos, como teléfonos móviles, se apagarán automáticamente cuando se alcance el voltaje de corte.
Al probar la capacidad de una batería NiMH o NiCd, se suele utilizar un voltaje de corte de 1.0 V por celda, mientras que 0.9 V se utiliza normalmente como el voltaje de corte de una celda alcalina. Los dispositivos que tienen voltajes de corte demasiado altos pueden dejar de funcionar mientras la batería aún tiene una capacidad significativa restante. La batería de Li-ion tiene un voltaje de corte más alto, alrededor de 3.2 V. Su voltaje nominal está entre 3.6 a 3.8 V; su voltaje máximo de carga puede llegar a 4– 4.2 V máximo. La Li-ion se puede descargar hasta 3V y menos; sin embargo, con una descarga a 3.3V (a temperatura ambiente), se utiliza aproximadamente el 92–98% de la capacidad.
Es importante destacar que, especialmente en el caso de las baterías de iones de litio, que se utilizan en la mayoría de los dispositivos electrónicos portátiles actuales, un voltaje de corte por debajo de 3.2V puede llevar a una inestabilidad química en la celda, lo que resulta en una reducción de la vida útil de la batería.
Otras Características
Para comparar y entender la capacidad de cada batería, algunos parámetros importantes son característicos de cada batería, también dentro de un 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 infinidad de propósitos.
Voltaje de la Celda
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.
Capacidad
La capacidad coulométrica es el total de Amperios-hora disponibles cuando la batería se descarga a una corriente de descarga determinada desde el 100% SOC hasta el voltaje de corte.
Tasa-C de la Batería
La tasa-C es una medida de la capacidad de una batería para entregar corriente, y se define como la corriente de descarga en Amperios, que es un múltiplo de la capacidad de la batería en Amperios-hora.
Autodescarga
Las baterías se descargan gradualmente incluso si no están conectadas y entregando corriente. Esto se debe a reacciones químicas «secundarias» que no producen corriente y que ocurren dentro de la celda incluso cuando no se aplica carga.
Degradación
Se produce cierta degradación de las baterías recargables en cada ciclo de carga y descarga. La degradación suele ocurrir porque el electrolito 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 cual 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.
