David Garcia Garcia

• Parámetros que definen cualquier batería

• Tipos de baterías no recargables

• Parámetros que definen una batería recargable

• Efectos no deseados: Efecto memoria

• Tipos de baterías recargables

• Precauciones en el manejo de las baterías LiPO

• Dónde comprarlas

• Videos

Fundamentalmente dos para elegir batería:

• Voltaje: Es la tensión que ofrece entre sus terminales. En pilas no recargables están muy extendidos los valores 1,5V y 9V. En pilas recargables AA de NiMH, 1,2V. En baterías recargables de LiPo, lo normal es que cada elemento que compone la batería tenga una tensión nominal de 3,7V.

• Capacidad: Relacionada con la energía que puede suministrar una bateria. Puede encontrarse medida en Ah. Ó también en Wh. Esta medida suele indicarse para un tiempo de descarga de 100 horas (Se denomina C100).

Ej: Una batería de 2100mAh. El fabricante nos garantiza que tendrá esa capacidad si descargamos a 21mA constantemente, lo que tardaría 100 horas. Tasas superiores implican menores capacidades reales, debido al calentamiento.

• No recargables: Esta batería entrega una energía proporcional a su capacidad una sola vez. No es posible mediante ningún proceso que vuelva a tener su estado original.

• Recargables: La batería entrega una energía proporcional a su capacidad un número variable de veces (por lo general, un número elevado de veces). Hay procesos por los que puede volver a su estado original, si bien, a base de repetir ciclos carga/descarga, la batería se irá degradando, mermando su valor de capacidad inicial.

Destacamos fundamentalmente dos tipos:

• La pila seca, salina. La más común es la pila de zinc-carbono: Una carcasa exterior de zinc (el ánodo) contiene una capa de pasta acuosa de NH4Cl con ZnCl2 separada por una capa de papel de óxido de manganeso(IV) en polvo (MnO2) compactado alrededor de un varilla de carbono (el cátodo). Los electrones viajan fuera de la célula, desde la carcasa de zinc (ánodo, negativo) mediante contactos y cables a la varilla de carbono (que está en contracto con el polvo de dióxido de manganeso, el auténtico material del cátodo, y por tanto es positivo). .

Es una batería muy económica, pero de baja densidad de energía y poca fiabilidad.

• La pila alcalina: Presenta alguna diferencia respecto a la pila vista anteriormente. Parte del electrolito de la pasta se sustituye por una pasta de hidróxido de potasio. Y en vez de cloruro de amonio, llevan cloruro de sodio o de potasio. Su costo es mayor, debido a la dificultad para sellar las pilas y evitar las fugas de hidróxido. Sin embargo, producen una corriente más estable y tienen una vida media mayor, además de resistir mejor el uso constante.

• Las pilas secas salinas, son totalmente desaconsejables para construir nuestros microbots, por su baja fiabilidad y duración.

• Si bien no es la mejor solución, las pilas alcalinas pueden ser utilizadas en algún microbot, de requerimientos energéticos no muy elevados (Ej: Velocista o rastreador). Son pilas muy difundidas globalmente, fáciles de encontrar en cualquier tienda.

• Tasa de descarga: Relacionada con la corriente máxima a la cual se puede descargar una batería. Corrientes de descarga superiores al valor dado, dañarán irreversiblemente la batería. Suele indicarse como (valor)C. Ej: 10C

• Tasa de carga: Idem, para operaciones de carga de la batería.

Ej: Una batería de 2200mAh y tasa de descarga máxima 10C. Dicha batería podremos descargarla máximo a 22A. (2,2Ah · 10 = 22A).

• Ciclos de carga/descarga que garantiza el fabricante.• Rendimiento: Relación porcentual entre la energía eléctrica

recibida en el proceso de carga y la que el acumulador entrega durante la descarga.

• Tasa de autodescarga: Energía que perderá la batería según pasen los meses y esté almacenada sin usarse.

Es un fenómeno que reduce la capacidad de las baterías. Se crean unos cristales en el interior de las baterías. Se produce por diversas causas:

• Cuando se carga una batería sin haber sido descargada del todo.

• Cuando no se carga completamente una batería.• Al calentarse excesivamente la batería.• Cuando se carga/descarga a una corriente muy elevada.

No todas las baterías sufren del efecto memoria.

Baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd): Utilizan un cátodo de hidróxido de níquel y un ánodo de un compuesto de cadmio. El electrolito es de hidróxido de potasio.

• Admiten sobrecargas, se pueden seguir cargando cuando ya no admiten mas carga.

• Efecto memoria: muy Alto• Admiten un gran rango de temperaturas de

funcionamiento.• Voltaje proporcionado: 1,2V.• Densidad de energia: 50 Wh/Kg.• Capacidad usual: 0.5 a 1.0 Amperios (en pilas tipo

AA).

Baterías de NiMH: Utilizan un ánodo de hidróxido de níquel y un cátodo de una aleación de hidruro metálico.

• Poco afectadas por efecto memoria →→→→ Mayor vida útil.• No admiten bien el frío extremo, reduciendo

drásticamente la potencia eficaz que puede entregar. • Voltaje proporcionado: 1,2V • Densidad de energia: 80 W/Kg • Capacidad usual: 0.5 a 2.8 Amperios (en pilas tipo AA).

Baterías de iones de litio (Li-ion): Utilizan un ánodo de grafitoy un cátodo de óxido de cobalto, trifilina (LiFePO4) u óxido de manganeso.

• Efecto memoria: muy bajo (Podrán cargarse sin necesidad de estar descargadas).

• No admiten sobredescargas ni cargas por encima de su capacidad →→→→ Necesidad de circuitería que las proteja.

• No admiten bien los cambios de temperatura.• Voltaje proporcionado: 2.0V.• Densidad de energía: 115 W/Kg.• Capacidad usual: 1.5 a 2.8 Amperios (en pilas tipo AA)

Baterías de LiPo (Litio-Polimero): Son una variación de las baterías de iones de litio (Li-ion).

• Características muy similares a las anteriores.• Mayor densidad de energía →→→→ Más pequeñas y ligeras.• Tasa de descarga bastante superior.• Voltaje proporcionado: 3,7V.

Baterías de LiFe: Un desarrollo de las LiPo.• Muy novedosas, todavía en fase de desarrollo.• Densidad de energía elevada, muy similar a las LiPo.• Voltaje nominal: 3,3V.• Mucho más seguras que las LiPo.

• Esta tecnología de baterías es relativamente novedosa y a igual capacidad con otras baterías de otros materiales, las Lipo tienen un peso mucho mayor.

• El elemento básico tiene una tensión nominal de 3,7V.• Las Lipo comerciales son agrupaciones en serie de varios de estos elementos. Por tanto, son muy comunes las LiPo de 7,4V y de 11,1V. También empiezan a ser comunes las de 22,2V.

• Deben de ser muy cuidadas y respetar unas normas de seguridad, mucho más exigentes que otros tipos de baterías.• Nunca descargar un elemento unitario por debajo de 3V. • Nunca cargar un elemento unitario por encima de 4,2V.• Nunca cargar con intensidades superiores a 1C.• Cargar siempre con cargador equilibrador.• Se dañan por encima de 60º

• Si sufre un golpe y se deforma, no se debe de utilizar nunca más.

• Nunca usar baterías de diferente capacidad en serie o paralelo.

• Cuando no se usen, se deben de guardar a media carga, entre 3,7V y 3,8V por elemento.

Cualquier batería de LiPO tiene 2 cables “gruesos” entre los extremos de los elementos unitarios en serie. Los utilizaremos para descargarla. Para la carga, hay un cable en cada extremo de cada elemento unitario. Esto es así, porque los cargadores específicos de LiPO cargan cada elemento uno a uno, para que al final del proceso todos tengan idéntica tensión, y no haya unos que se carguen más que otros.

El principal handicap que tienen estas baterías y por lo que es obligatorio seguir las indicaciones anteriores, es porque estas baterías pueden explotar. →→→→ Un uso inapropiado estropea el polímero, que se inflará hasta reventar la cubierta de plástico que cubre la batería. Esto provocará que el compuesto de Litio quede en contacto con el aire, lo que provoca su explosión.

Aunque descarguemos una LiPO a tasas de descarga elevadas, no se calentarán excesivamente, por lo cual su capacidad real no varía excesivamente con la corriente de descarga.

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