Existen varios tipos de baterías en el mercado, pero no cabe duda que para la electrónica de consumo hoy en día las mas utilizadas son las de Litio-Ion. Algunos de los tipos que podemos nombrar son:
- Baterías de Plomo Ácido
- Baterías Alcalinas
- Baterías de Níquel-Hierro (Ni-Fe)
- Baterías alcalinas de Manganeso
- Baterías de Níquel-Cadmio (Ni-Cd)
- Baterías de Níquel-Hidruro Metálico (Ni-MH)
- Baterías de Iones de Litio (Li-Ion)
- Baterías de Polímero de Litio (Lipo)
Como dije al principio las mas utilizadas son las de Liti-Ion.
La batería de Li-Ion es de bajo mantenimiento, una ventaja que ningún otro químico puede ofrecer. No hay efecto memoria y no se requiere ciclos de mantenimientos para prolongar la vida de la batería.
Además de la alta densidad de energía y el bajo peso, la autodescarga es menor a la mitad de la que sufren las baterías de Nicd y NiMH.
En esta entrada no nos interesa saber como es exactamente la reacción química ni como es exactamente la composición de la misma, pero si voy detallar principalmente las características generales.
En las imágenes anteriores podemos ver algunos modelos de baterías Li-Ion.
Como aspectos negativos, las baterías de Li-Ion requieren un circuito de protección para mantenerse operando de forma segura. La carga debe realizarse bajo estrictos estándares. Asimismo, están sujetas al deterioro provocado por el paso del tiempo, aún cuando no haya sido usada.
Además de la alta densidad de energía y el bajo peso, la autodescarga es menor a la mitad de la que sufren las baterías de Nicd y NiMH.
Tras largas investigaciones sobre las baterías de litio durante la década del ochenta, se descubrió que el ciclaje de carga altera el electrodo de litio reduciendo de este modo su estabilidad térmica y provocando una potencial fuga térmica.
Aunque levemente menor en densidad de energía que el metal - Litio, el Li-Ion es seguro, provisto con ciertas precauciones para al carga y la descarga.
A pesar de que las celdas de Li-Ion tienen algún impacto ambiental, causan menos daño que las baterías basadas en cadmio o plomo. Entre la familia de baterías de Li-Ion, la de manganeso es la más noble.
Típicamente, un FET se abre si el voltaje de la carga de cualquier celda alcanza los 4.30V, y un fusible se activa si la temperatura de la celda se aproxima a los 90°C.
Además, un switch permanente de presión en cada celda interrumpe la carga de corriente si un límite máximo de presión segura es superado, y los circuitos internos de control de voltaje cortan la batería en los puntos de bajo y alto voltaje.
No todos los cargadores están diseñados para realizar una carga una vez que una batería de Li-Ion se ha caído por debajo de los 2.5V/celda.
Algunas baterías presentan un corte de voltaje ultrabajo que desconecta permanentemente el pack si una celda cae por debajo de los 1.5V. Esta precaución intenta prohibir la recarga si una batería ha permanecido en un estado ilegal de voltaje.
- Ventajas de las Baterías de Li-Ion
- Alta densidad de energía potencial para capacidades todavía mayores.
- Autodescarga relativamente baja - la autodescarga es menor a la mitad de la que sufren Nicd y NiMH
- Poco Mantenimiento. no se requieren descargas periódicas sin efecto memoria.
- Limitación de las Baterías de Li-Ion
Requiere circuito protector - el circuito de protección limita el voltaje y la corriente. La batería es segura si no es forzada.
Sujeta al deterioro del paso del tiempo, aún cuando no se encuentra en uso - almacenando la batería en lugar fresco y al 40 por ciento del estado de carga se reduce el envejecimiento.
Sujeto a regulaciones de traslado - el traslado de cantidades importantes de baterías de Li-Ion puede ser susceptible de controles regulatorios. Esta restricción no se aplica a movimientos personales.
Alto costo de fabricación - cerca de un cuarenta por ciento más caro que Nicd. Mejores técnicas de fabricación y el reemplazo de metales raros con costos alternativos más bajos probablemente reducirán el precio.
No totalmente maduro - cambios en metal y en las combinaciones químicas afectan los resultados de las pruebas de la batería.
El grafico muestra la forma general de carga de una batería Li-ion. La linea roja indica el voltaje de la celda, la linea naranja muestra la cantidad de corriente electrica usada al cargar la batería, y la linea verde representa el almacenamiento de carga.
- Diferencias entre baterías AGM y GEL
Las baterías AGM son una nueva generación de baterías selladas tipo plomo-ácido, desarrolladas en la década de 80 para uso en la aviación militar, donde la confiabilidad y el rendimiento son fundamentales.
AGM es la abreviación de Absortion Glass Mat, donde el ácido se absorbe mejor y más rápido por placas de plomo de la batería, ya que una delgada manta de fibra de vidrio inmoviliza el ácido entre ellos. No es de nuestro objetivo ir muy profundamente en la parte química, pero es interesante notar que la batería AGM tiene una resistencia eléctrica interna muy baja. Esto, combinado con la migración más rápida de ácido permite que las baterías AGM entreguen y absorban tasas más altas de corriente eléctrica que otras baterías selladas durante su carga y descarga. Además, las baterías con tecnología AGM se pueden cargar a una tensión normal, como cualquier otra batería plomo-ácido, no es necesario volver a calibrar los sistemas ya instalados o comprar cargadores especiales para ese tipo de tecnología.
Por otro lado, tenemos las baterías GEL, que son baterías plomo-ácido selladas, donde el electrolito no es líquido, pero si gelíficado. Con eso, hay menos evaporación y un aumento de la vida útil, garantizando un número mucho mayor de ciclos de cargas y descargas. Estas baterías soportan descargas profundas y ambientes con vibraciones, golpes y altas temperaturas. Tienen también un voltaje más estable durante la descarga, que es ideal para uso con inversores.
Las baterías de GEL deben cargarse con tensiones más bajas, por eso el cargador debe estar correctamente ajustado para ese tipo de baterías. Son más caras, pero duran mucho más, y en un largo plazo logran ser *una óptima elección.
Fuentes:
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