Una bateria, també anomenada pila o acumulador, és un dispositiu compost per cel·les electroquímiques que poden convertir lenergia química del seu interior en energia elèctrica. Per tant, les bateries generen corrent continu i així alimenten diferents circuits, depenent de la seva grandària i potència. Hi ha nombrosos tipus de bateries depenent de l'ús que se'ls donarà i de les característiques que tenen.
En aquest article explicarem tot el que has de saber sobre els diferents tipus de bateries i quines són les seves característiques.
Què és una bateria
Des de la invenció de la bateria al segle XIX i la seva comercialització a gran escala al segle XX, la bateria s'ha integrat completament a la nostra vida diària. El desenvolupament de bateries va de bracet amb l'avenç de la tecnologia electrònica. Els controls remots, rellotges, diversos ordinadors, telèfons mòbils i una gran quantitat de dispositius moderns usen bateries com a fonts denergia, de manera que tenen diferents nivells denergia.
La capacitat de càrrega duna bateria està determinada per la naturalesa de la seva composició, en ampers hora (Ah), la qual cosa significa que la bateria pot proporcionar 1 amperi de corrent en hores consecutives. Com més gran sigui la seva capacitat de càrrega, més corrent pot emmagatzemar.
Finalment, el curt cicle de vida de la majoria de bateries comercials les converteix en un potent contaminant de l'aigua i el sòl, perquè un cop finalitzat el cicle de vida, no es poden recarregar ni reutilitzar i es rebutgen. Quan s'oxida la carcassa de metall, la bateria alliberarà la seva composició química al medi ambient i en canviarà la composició i el valor de pH.
Com funciona una bateria
La bateria té una bateria química amb un elèctrode positiu i un elèctrode negatiu. El principi bàsic de la bateria inclou la reacció d'oxidació-reducció (redox) de certes substàncies químiques, una de les quals perd electrons (oxidació) i l'altra guanya electrons (reducció), que es poden restaurar a la configuració original en les condicions necessàries.
La bateria inclou una bateria química amb un elèctrode positiu (ànode) i un elèctrode negatiu (càtode) i un electròlit que permet que el corrent flueixi cap a l'exterior. Aquestes bateries converteixen lenergia química en energia elèctrica a través dun procés reversible o irreversible, segons el tipus de bateria, una vegada completada, esgotarà la seva capacitat de rebre energia. Aquí, es distingeixen dos tipus de cel·les:
- Primàries: aquelles que una vegada van reaccionar no poden tornar al seu estat original, minvant així la seva capacitat per emmagatzemar corrent. També s'anomenen piles no recarregables.
- secundàries: aquelles que poden acceptar l'aplicació d'energia elèctrica per restaurar la seva composició química original, i es poden utilitzar diverses vegades abans d'esgotar-se del tot. També s'anomenen piles recarregables.
Tipus de bateries
Les bateries de liti tenen una millor densitat denergia i una millor taxa de descàrrega. Hi ha molts tipus de bateries, depenent dels components utilitzats en la fabricació, com ara:
- Bateries alcalines. Generalment una sola vegada. Usen hidròxid de potassi (KOH) com a electròlit. La reacció química que genera energia es produeix entre el zinc (Zn, ànode) i el diòxid de manganès (MnO2, càtode). Són bateries extremadament estables, però tenen una vida útil curta.
- Bateries d'àcid-plom. Es troba comunament en automòbils i motocicletes. Són bateries recarregables amb dos elèctrodes de plom quan es carreguen: un càtode de diòxid de plom (PbO2) i un ànode de plom esponjós (Pb). L'electròlit utilitzat és una solució aquosa d'àcid sulfúric (H2SO4). D'altra banda, quan la bateria es descarrega, el plom es diposita sobre el plom metàl·lic (Pb) en forma de sulfat de plom (II) (PbSO4).
- Bateries de níquel. El cost és molt baix, però el rendiment és molt pobre, són els primers fabricats a la història. Alhora, van produir bateries noves, com:
- Níquel-ferro (Ni-Fe). Consisteixen en tubs prims enrotllats a partir de làmines d'acer niquelades. Hi ha hidròxid de níquel (III) (Ni (OH) 3) a la placa positiva i ferro (Fe) a la placa negativa. L'electròlit utilitzat és hidròxid de potassi (KOH). Encara que tenen una llarga vida útil, es van suspendre a causa del baix rendiment i alt cost.
- Níquel-cadmi (Ni-Cd). Consisteixen en un ànode de cadmi (Cd) i un càtode d'hidròxid de níquel (III) (Ni (OH) 3) i hidròxid de potassi (KOH) com a electròlit. Aquestes bateries són completament recarregables, però tenen una baixa densitat denergia (només 50Wh / kg). A més, a causa del seu alt efecte memòria (la capacitat de la bateria disminueix quan fem una càrrega incompleta) ia la greu contaminació per cadmi, el seu ús és cada cop menor.
- Níquel-hidrur (Ni-MH). Usen oxihidròxid de níquel (NiOOH) com a ànode i aliatge d'hidrur metàl·lic com a càtode. En comparació amb les bateries de níquel-cadmi, tenen més capacitat de càrrega i menys efecte memòria, i no afecten el medi ambient perquè no contenen Cd (molt contaminant i perillós). Són pioners en vehicles elèctrics perquè són totalment recarregables.
- Bateria d'ions de liti (Li-ION). Usen sal de liti com a electròlit. Són les bateries més utilitzades en petits productes electrònics com ara telèfons mòbils i altres dispositius portàtils. Destaquen per la seva enorme densitat energètica, a més a més, són molt lleugers, petits i funcionen bé, però la vida útil més llarga és de tres anys. Un altre avantatge és l'efecte de poca memòria. A més, poden explotar en sobreescalfar-se perquè els seus components són inflamables, per la qual cosa els seus costos de producció són elevats perquè han de contenir elements de seguretat.
- Bateria de polímer de liti (LiPo). Són una variant de les bateries de liti ordinàries, amb millor densitat energètica i millor taxa de descàrrega, però el seu desavantatge és que no es poden utilitzar si la càrrega és inferior al 30%, per la qual cosa és fonamental no deixar que es descarreguin del tot . També es poden sobreescalfar i explotar, per la qual cosa és important no esperar massa per revisar la bateria o mantenir-la en un lloc segur lluny de materials inflamables en tot moment.
Piles i bateries
En molts països de parla hispana, només es fa servir la paraula bateria. En aquest cas, els termes bateria i pila són sinònims i provenen dels primers dies que els humans manipulaven l'electricitat. El primer paquet de bateries està compost per paquets de bateries o plaques metàl·liques per augmentar el corrent subministrat inicialment, i es pot disposar de dues maneres: una a sobre de l'altra per formar una pila, o una al costat de l'altra, en forma de bateria .
Tot i això, convé aclarir que a molts països de parla hispana només s'utilitza el terme bateria, mentre que per a altres equips elèctrics, com els condensadors, es prefereix encunyar el terme d'acumuladors.
Espero que amb aquesta informació puguin conèixer més sobre els tipus de bateries que hi ha i les seves característiques.