Una batería, también llamada pila o acumulador, es un dispositivo compuesto por celdas electroquímicas que pueden convertir la energía química de su interior en energía eléctrica. Por tanto, las baterías generan corriente continua y de esta forma alimentan diferentes circuitos, dependiendo de su tamaño y potencia. Existen numerosos tipos de baterías dependiendo del uso que se les va a dar y de las características que tienen.
En este artículo vamos a contarte todo lo que debes saber sobre los diferentes tipos de baterías y cuáles son sus características.
Qué es una batería
Desde la invención de la batería en el siglo XIX y su comercialización a gran escala en el siglo XX, la batería se ha integrado completamente en nuestra vida diaria. El desarrollo de baterías va de la mano con el avance de la tecnología electrónica. Los controles remotos, relojes, varias computadoras, teléfonos móviles y una gran cantidad de dispositivos modernos usan baterías como fuentes de energía, por lo que tienen diferentes niveles de energía.
La capacidad de carga de una batería está determinada por la naturaleza de su composición, en amperios hora (Ah), lo que significa que la batería puede proporcionar 1 amperio de corriente en horas consecutivas. Cuanto mayor sea su capacidad de carga, más corriente puede almacenar.
Por último, el corto ciclo de vida de la mayoría de las baterías comerciales las convierte en un potente contaminante del agua y el suelo, porque una vez finalizado su ciclo de vida, no se pueden recargar ni reutilizar y se desechan. Una vez que se oxida la carcasa de metal, la batería liberará su composición química al medio ambiente y cambiará su composición y valor de pH.
Cómo funciona una batería
La batería tiene una batería química con un electrodo positivo y un electrodo negativo. El principio básico de la batería incluye la reacción de oxidación-reducción (redox) de ciertas sustancias químicas, una de las cuales pierde electrones (oxidación) y la otra gana electrones (reducción), que se pueden restaurar a su configuración original en las condiciones necesarias.
La batería incluye una batería química con un electrodo positivo (ánodo) y un electrodo negativo (cátodo) y un electrolito que permite que la corriente fluya hacia el exterior. Estas baterías convierten la energía química en energía eléctrica a través de un proceso reversible o irreversible, según el tipo de batería, una vez completada, agotará su capacidad de recibir energía. Aquí, se distinguen dos tipos de celdas:
- Primarias: aquellas que una vez reaccionaron no pueden volver a su estado original, mermando así su capacidad para almacenar corriente. También se denominan pilas no recargables.
- Secundarias: aquellas que pueden aceptar la aplicación de energía eléctrica para restaurar su composición química original, y pueden usarse varias veces antes de agotarse por completo. También se denominan pilas recargables.
Tipos de baterías
Las baterías de litio tienen una mejor densidad de energía y una mejor tasa de descarga. Existen muchos tipos de baterías, dependiendo de los componentes utilizados en la fabricación, tales como:
- Baterías alcalinas. Generalmente una sola vez. Usan hidróxido de potasio (KOH) como electrolito. La reacción química que genera energía se produce entre el zinc (Zn, ánodo) y el dióxido de manganeso (MnO2, cátodo). Son baterías extremadamente estables, pero tienen una vida útil corta.
- Baterías de ácido-plomo. Se encuentra comúnmente en automóviles y motocicletas. Son baterías recargables con dos electrodos de plomo cuando se cargan: un cátodo de dióxido de plomo (PbO2) y un ánodo de plomo esponjoso (Pb). El electrolito utilizado es una solución acuosa de ácido sulfúrico (H2SO4). Por otro lado, cuando la batería se descarga, el plomo se deposita sobre el plomo metálico (Pb) en forma de sulfato de plomo (II) (PbSO4).
- Baterías de níquel. El costo es muy bajo, pero el rendimiento es muy pobre, son los primeros fabricados en la historia. A su vez, produjeron baterías nuevas, como:
- Níquel-hierro (Ni-Fe). Consisten en tubos delgados enrollados a partir de láminas de acero niqueladas. Hay hidróxido de níquel (III) (Ni (OH) 3) en la placa positiva y hierro (Fe) en la placa negativa. El electrolito utilizado es hidróxido de potasio (KOH). Aunque tienen una larga vida útil, se suspendieron debido a su bajo rendimiento y alto costo.
- Níquel-cadmio (Ni-Cd). Consisten en un ánodo de cadmio (Cd) y un cátodo de hidróxido de níquel (III) (Ni (OH) 3) e hidróxido de potasio (KOH) como electrolito. Estas baterías son completamente recargables, pero tienen una baja densidad de energía (solo 50Wh / kg). Además, debido a su alto efecto memoria (la capacidad de la batería disminuye cuando realizamos una carga incompleta) y a la grave contaminación por cadmio, su uso es cada vez menor.
- Níquel-hidruro (Ni-MH). Usan oxihidróxido de níquel (NiOOH) como ánodo y aleación de hidruro metálico como cátodo. En comparación con las baterías de níquel-cadmio, tienen mayor capacidad de carga y menor efecto memoria, y no afectan el medio ambiente porque no contienen Cd (muy contaminante y peligroso). Son pioneros en vehículos eléctricos porque son totalmente recargables.
- Batería de iones de litio (Li-ION). Usan sal de litio como electrolito. Son las baterías más utilizadas en pequeños productos electrónicos como teléfonos móviles y otros dispositivos portátiles. Destacan por su enorme densidad energética, además, son muy ligeros, pequeños y funcionan bien, pero la vida útil más larga es de tres años. Otra ventaja de ellos es el efecto de poca memoria. Además, pueden explotar al sobrecalentarse porque sus componentes son inflamables, por lo que sus costos de producción son elevados porque deben contener elementos de seguridad.
- Batería de polímero de litio (LiPo). Son una variante de las baterías de litio ordinarias, con mejor densidad energética y mejor tasa de descarga, pero su desventaja es que no se pueden utilizar si la carga es inferior al 30%, por lo que es fundamental no dejar que se descarguen por completo. También pueden sobrecalentarse y explotar, por lo que es importante no esperar demasiado para revisar la batería o mantenerla en un lugar seguro lejos de materiales inflamables en todo momento.
Pilas y baterías
En muchos países de habla hispana, solo se usa la palabra batería. En este caso, los términos batería y pila son sinónimos y provienen de los primeros días en que los humanos manipulaban la electricidad. El primer paquete de baterías está compuesto por paquetes de baterías o placas metálicas para aumentar la corriente suministrada inicialmente, y puede disponerse de dos formas: una encima de la otra para formar una pila, o una al lado de la otra, en forma de batería.
Sin embargo, conviene aclarar que en muchos países de habla hispana solo se utiliza el término batería, mientras que para otros equipos eléctricos, como los condensadores, se prefiere acuñar el término de acumuladores.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre los tipos de baterías que existen y sus características.