Pilas recargables
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Pilas recargables. Sistema en el que la energía química de una reacción química es transformada en energía eléctrica que hace funcionar equipos electrónicos. La tecnología ha incursionado cada vez más para crear baterías de mayor duración y efectividad.
Sumario
Tipos de baterías recargables las más usadas
Batería de ácido-plomo
Este tipo de pila ha sido la batería recargable mas ampliamente usada en el mundo. La mayoría de este tipo de batería son construidas de planchas de plomo o celdas, donde una de estas, el electrodo positivo, esta cubierto con dióxido de plomo en una forma cristalina entre otros aditivos. El electrolito esta compuesto de ácido sulfúrico, y este participa en las reacciones con los electrodos donde sulfato de plomo es formado y lleva corriente en forma de iones. Estudios demuestran que la batería de plomo-ácido tiene una densidad energética de aproximadamente 20 veces mayor que la de las baterías de níquel-cadmio o níquel-hierro.
Batería de hidróxido de níquel-cadmio
Estas son las baterías portátiles más comunes que existen. Tienen la característica de poder dar corrientes excepcionalmente altas, pueden ser rápidamente cargadas cientos de veces, son tolerantes al abuso de sobrecarga. Sin embargo, comparadas con otros tipos de batería primarias e incluso con otras de su tipo, estas baterías son pesadas y tienen una limitada densidad energética.
Estas baterías funcionan mejor si es que son dejadas a descargarse completamente antes de cargarse nuevamente, sino puede producirse un fenómeno conocido como el efecto de la memoria donde las celdas se comportan como si estas tuvieran menos capacidad para la cual fueron hechas. Su uso es muy variado podemos encontrarlas desde los sistemas de arranque para los motores de un avión hasta en los teléfonos inalámbricos. Este tipo de batería se comporta bien bajo temperaturas frías.
Níquel-hidruro de metal
Muchas de las características de operación de las baterías de níquel-hidruro de metal son similares a las de las baterías de hidróxido de níquel-cadmio. Pero se diferencian en que las baterías de níquel-hidruro de metal tienen como ventaja la alta densidad de energía que implica un mayor tiempo de vida. Además el níquel-hidruro de metal es ambientalmente más amigable que el hidróxido de níquel-cadmio y otros sistemas por no contener adiciones a Cadmio ni plomo.
Carga de la batería
Carga Rápida: Las baterías de níquel-hidruro de metal pueden cargarse rápidamente en aproximadamente 1 hora usando para ello un sistema cargador especialmente diseñado.
Carga Lenta o Normal. La carga deberá detenerse después 12 horas para una batería completamente descarga. La batería debe estar completamente descargada antes de ponerse a cargar. La aplicación de 12 horas de carga, sobrecargará la batería.
Cargador de batería
Batería de iones de litio o Li-ion. La batería de iones de litio, es un dispositivo diseñado para almacenamiento de energía eléctrica que emplea como electrolito, una sal de litio que procura los iones necesarios para la reacción electroquímica reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo.
Las propiedades de las baterías de iones de litio, como la ligereza de sus componentes, su elevada capacidad energética y resistencia a la descarga, la ausencia de efecto memoria o su capacidad para operar con un elevado número de ciclos de regeneración, han permitido el diseño de acumuladores livianos, de pequeño tamaño y variadas formas, con un alto rendimiento, especialmente adaptados para las aplicaciones de la industria electrónica de gran consumo.
Desde principios de los años 1990 su uso se ha popularizado en aparatos como teléfonos celulares, agendas electrónicas, computadoras portátiles y lectores de música.
Baterías recargables más comunes
Batería de níquel-cadmio (NiCd)
Creada por Waldemar Jungner de Suecia en 1899, basada en la primera batería alcalina de Thomas Edison. Usa óxido hidróxido de níquel y cadmio metálico como electrodos. El cadmio es un elemento tóxico, y fue prohibido para la mayoría de los usos por la Unión Europea en 2004. Las baterías de níquel-cadmio han sido casi completamente sustituidas por baterías de níquel-hidruro metálico.
Batería de níquel e hidruro metálico (NiMH)
Se desarrolló por primera vez alrededor de 1980. La batería tiene una aleación capaz de absorber hidrógeno como electrodo negativo, en lugar de cadmio.
Batería de iones litio
La tecnología de la batería de iones litio aún no ha alcanzado la madurez. Sin embargo, estas baterías son la elección preferente en electrónica de consumo y muchas tienen una de las mejores relaciones energía/masa y una pérdida muy lenta de carga cuando no está en uso. La popularidad de las baterías de Litio-ion se ha extendido mientras la tecnología continúa mejorando.
Baterías recargables menos comunes
Batería de litio azufre
Un nuevo modelo de batería desarrollado por Sion Power desde 1994. Afirma poseer un cociente energía/peso superior que las tecnologías actuales de baterías de litio en el mercado. También su menor coste material puede ayudar a que este producto llegue al mercado de masas. No debe confundirse con las baterías de dióxido de azufre y litio (Li-SO2) que explotan cuando se recargan.
Batería de película delgada
Una mejora emergente de la tecnología de iones de litio ha sido llevada a cabo por Excellatron. Los desarrolladores proclaman haber conseguido un aumento muy grande en los ciclos de recarga, alrededor de 40.000 ciclos. Con mayores tasas de carga y descarga. Al menos 5 C de tasa de carga. Descargas mantenidas de 60 C, y picos de tasa de descarga de 1000 C. Y también un aumento significativo de la energía específica, y la densidad de energía. También Infinite Power Solutions fabrica baterías de película delgada (TFB) para aplicaciones de micro-electrónica, que son pilas de litio de estado sólido, flexibles y recargables.
Batería de plomo y ácido, con carbono en espuma
Firefly Energy ha desarrollado una batería de plomo y ácido, con carbono en espuma, con una densidad de energía reportada de un 30-40% más que su valor original 38 W.h/kg, con una duración larga y alta densidad de potencia.
Peligrosidad de las pilas usadas
En el interior de las pilas hay distintos metales pesados según el tipo de pila, de ácidos, entre otros elementos, que son muy nocivos para el ser humano y el ambiente, durante su uso no plantean riesgos dado que la cápsula aísla eficazmente su interior del medio, pero con el tiempo y al ser sometido a factores ambientales como humedad, sol, y también el proceso de fermentación de la basura, especialmente la materia orgánica, que puede elevar su temperatura hasta los 70ºC, la cápsula sufre un deterioro progresivo hasta que se rompe liberando las sustancias químicas que forman parte de su estructura.
Por lo cual las pilas y baterías usadas son residuos peligrosos, ya que tienen elementos enumerados ejemplo: Y29 mercurio e Y26 cadmio), y posee características de peligrosidad; por tanto hay que elevar las precauciones con las pilas ya usadas y que se desecharan, para no sufrir consecuencias que afecten a los seres vivientes y al medio ambiente en general.
Fuentes
- ABC del Joven Radiotécnico
- Electrónicacompleta
