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Tipos de baterías

Batería es una celda galvánica o serie de celdas que produce una corriente; En teoría, cualquier celda galvánica.

Las baterías se pueden dividir en dos categorías principales

  • Baterías primarias
  • Y baterías secundarias.

Una batería primaria

Es un tipo de batería desechable una vez utilizado, no se puede recargar.

Las baterías secundarias

  • Son baterías recargables, una vez descargada, se puede recargar de nuevo.
  • Esta carga y descarga puede ocurrir muchas veces dependiendo del tipo de batería.

Ejemplos de baterías primarias

  • Baterías alcalinas
  • Las baterías de mercurio
  • Las de óxido de plata
  • Y las de carbono zinc

Ejemplos de baterías secundarias

  • Las baterías de plomo-ácido
  • Y las baterías de litio

¿Qué son las baterías primarias?

La definición más simple de una batería primaria se refiere a una batería o celda voltaica que se usa una vez y luego se desecha.

Aunque la recarga no es posible en las baterías primarias, estas baterías tienen una ventaja adicional de menor costo por batería y comodidad.

La historia de las baterías primarias se remonta a 200 años, cuando un investigador italiano Alessandro Volta en 1800 creó su primera batería primaria

Ventajas de las baterías primarias

Las baterías primarias son las más adecuadas para aplicaciones de bajo consumo y bajo costo, por ejemplo:

  •  Relojes
  • Juguetes
  • Y audífonos.

Baterias alkalinas

  • Las baterías alcalinas no son recargables, de alta densidad de energía, baterías que tienen una vida útil prolongada.

Esta batería obtuvo su nombre porque el electrolito que se usa en ella es alcalino (hidróxido de potasio).

La composición química presenta polvo de zinc como ánodo y dióxido de manganeso como cátodo con hidróxido de potasio como electrolito.

Si comparamos la capacidad de una celda alcalina con una celda de cloruro de zinc del mismo tamaño, la primera puede proporcionar aproximadamente de cuatro a cinco veces más energía en condiciones de carga iguales.

El nivel de voltaje de suministro disminuye con el tiempo, por lo que el nivel de voltaje mínimo requerido para una carga en particular puede no coincidir con el nivel de voltaje suministrado y, por lo tanto, no hay operación.

Pero la tasa de declinación de las baterías alcalinas es más baja que la de la celda Leclanche, por lo tanto una vida más larga.

Los valores típicos de voltaje y corriente suministrados por una sola celda alcalina son 1.5V y 700mA respectivamente.

Estas baterías están distribuidas en varias formas cilíndricas estándar.

Baterias de zinc-carbono

Las baterías de zinc-carbono también se conocen como células secas (ya que la naturaleza del electrolito usado en estas células es seca).

Vienen en una composición de una barra de carbono (cátodo) rodeada por una mezcla de polvo de carbono y dióxido de manganeso (para aumentar la conductividad).

  • Toda esta combinación se envasa en un recipiente de zinc que actúa como ánodo.
  • El electrolito es una mezcla de cloruro de amonio y cloruro de zinc.
  • El valor de voltaje típico es un poco menos de 1.5V.
  • Estas baterías son duraderas y tienen una vida más larga.

Las baterías de zinc-carbono se pueden usar eficazmente a temperaturas moderadas, pero no funcionan bien a bajas temperaturas.

Baterías de mercurio

Las baterías de mercurio son baterías no recargables que contienen óxido de mercurio con dióxido de manganeso.

Son baterías de descarga profunda y el nivel de voltaje no cae por debajo de 1.35 V hasta que se alcanza el nivel de energía del 5%.

Estas baterías son menos populares debido a la baja tensión de salida. Además, el mercurio es tóxico y puede causar peligros para los seres humanos .

Baterías de litio y óxido de plata

Las baterías de litio son baterías recargables (secundarias), donde se utiliza el litio en su forma de compuesto de ion puro.

Dependiendo del diseño y los compuestos químicos utilizados, las baterías de litio pueden producir voltajes de 1.5 voltios a 3.7 voltios.

El tipo más común de batería de litio utilizado en aplicaciones de consumo utiliza dióxido de manganeso como cátodo y litio metálico como ánodo.

En comparación con las baterías comunes de zinc-carbono o las baterías alcalinas, la producción de voltaje de la celda de litio es el doble de ellas.

Las baterías de óxido de plata son costosas, son células primarias de tamaño pequeño a grande que ofrecen un mejor tiempo de funcionamiento que las baterías alcalinas.

Por lo general, son adecuados para alimentar dispositivos eléctricos de baja corriente.

  • Usan óxido de plata como electrodo positivo (cátodo)
  • Zinc como electrodo negativo (ánodo) más electrolito alcalino
  • Normalmente hidróxido de potasio (KOH) o hidróxido de sodio (NaOH)

Desde las baterías alcalinas hasta el óxido de plata, los diferentes tipos de baterías se utilizan en diferentes aplicaciones.

Baterías secundarias

Las baterías secundarias son recargables. Estos son los tipos de baterías que se encuentran en dispositivos como:

  • Teléfonos inteligentes
  • Tabletas electrónicas
  • Y automóviles.

Baterías de níquel-cadmio, consisten en un cátodo niquelado, un ánodo chapado en cadmio y un electrodo de hidróxido de potasio.

Las placas positiva y negativa, a las que se evita que el separador evite un cortocircuito, se enrollan juntas y se colocan en la caja.

Baterías de plomo ácido

Las baterías de plomo-ácido son el tipo de baterías recargables inventadas en los años ochenta.

Estas baterías grandes y pesadas encuentran la aplicación principal en automóviles ya que cumplen con los requisitos de alta corriente de los motores pesados.

La composición de la batería de plomo-ácido cambia en los estados cargados y descargados.

Una combinación de Pb (negativo) y PbO 2 (positivo) como electrodos con H 2 SO 4 como electrolito en forma cargada y PbSO 4 y agua en forma descargada.

  • Es el tipo de batería secundaria utilizada en su automóvil.

Es barato y capaz de producir la alta corriente requerida por los motores de arranque de automóviles.

Las reacciones para una batería de plomo son

Cada celda produce 2 V, por lo que seis celdas están conectadas en serie para producir una batería de automóvil de 12 V.

Las baterías ácidas de plomo son pesadas y contienen un electrolito líquido cáustico, pero a menudo siguen siendo la batería de elección debido a su alta densidad de corriente.

Dado que estas baterías contienen una cantidad significativa de plomo, siempre se deben desechar de forma adecuada.

La batería ácida de plomo de su automóvil consta de seis celdas conectadas en serie para proporcionar 12 V.

Su bajo costo y su alta salida de corriente hacen de estos excelentes candidatos el suministro de energía para motores de arranque de automóviles.

Resumen

Las baterías son celdas galvánicas, o una serie de celdas, que producen una corriente eléctrica.

Cuando las celdas se combinan en baterías, el potencial de la batería es un múltiplo entero del potencial de una sola celda.

Baterías que se usan para computadoras portátiles:

  • Níquel cadmio
  • Níquel metal hidruro
  • Y ión litio.

Batería de Níquel Cadmio

Las baterías de níquel cadmio (Ni-Cd) fueron la tecnología estándar durante años, pero hoy están desactualizadas y las nuevas computadoras portátiles ya no las usan.

Son pesados ​​y muy propensos al “efecto memoria”.

Cuando se recarga una batería de NiCd que no se ha descargado completamente, “recuerda” la carga anterior y continúa allí la próxima vez que la use.

El efecto memoria es causado por la cristalización de las sustancias de la batería y puede reducir de forma permanente la vida útil de la batería, incluso hacerla inútil.

Efecto de memoria significa que si una batería se descarga repetidamente solo parcialmente antes de recargarse.

Para evitarlo, debe descargar completamente la batería y luego recargarla por completo al menos una vez cada pocas semanas.

Como esta batería contiene cadmio, un material tóxico, siempre debe reciclarse o eliminarse de manera adecuada.

La batería olvidará que puede descargarse más.

La mejor manera de evitar esta situación es cargar y descargar completamente la batería de manera regular.

 Baterías de níquel e hidruro metálico

Las baterías de níquel e hidruro metálico (Ni-MH) son el reemplazo libre de cadmio para NiCad.

Se ven menos afectados por el efecto de memoria que NiCd, por lo tanto, requieren menos mantenimiento y acondicionamiento.

Sin embargo, tienen problemas a temperaturas ambiente muy altas o bajas.

Y a pesar de que utilizan materiales menos peligrosos (es decir, no contienen metales pesados), todavía no se pueden reciclar por completo.

Otra diferencia principal entre NiCad y NiMH es que la batería de NiMH ofrece una mayor densidad de energía que las NiCad.

En otras palabras, la capacidad de un NiMH es aproximadamente el doble de la capacidad de su contraparte NiCad.

Lo que esto significa para usted es un mayor tiempo de ejecución de la batería sin volumen ni peso adicional.

Baterías de iones de litio (Li-ion)

Se encuentran entre las baterías recargables más populares y se utilizan en muchos dispositivos electrónicos portátiles.

En una batería de iones de litio, la carga fluye entre los electrodos a medida que los iones de litio se mueven entre el ánodo y el cátodo.

  • El Ion de litio (Li-ion) es el nuevo estándar para energía portátil.

Las baterías de ion de litio producen la misma energía que NiMH, pero pesan aproximadamente entre un 20% y un 35% menos.

No sufren significativamente el efecto memoria a diferencia de sus contrapartes NiMH y Ni-Cd.

Sus sustancias no son peligrosas.

Debido a que el litio se enciende muy fácilmente, requieren un manejo especial.

Desafortunadamente, en este momento se han establecido pocos programas de reciclaje para las baterías de ion-litio.

Baterías inteligentes

Las baterías inteligentes no son realmente un tipo diferente de batería, pero sí merecen una mención especial.

Las baterías inteligentes tienen placas de circuito internas con chips que les permiten comunicarse con la computadora portátil.

Y monitorear el rendimiento de la batería, el voltaje de salida y la temperatura.

Las baterías inteligentes generalmente funcionarán un 15% más debido a su mayor eficiencia .

Y también le brindarán a la computadora capacidades de “indicador de combustible”.

Mucho más precisas para determinar cuánto tiempo de funcionamiento de la batería queda antes de que se requiera la próxima recarga.