Las baterías son indispensables en casi todas las áreas de nuestra vida. Desde los teléfonos móviles hasta las bicicletas eléctricas (baterías para bicicletas eléctricas), las baterías alimentan casi todos nuestros dispositivos modernos. Por lo tanto, debemos comprender cómo funcionan las baterías. En este artículo, exploraremos cómo funcionan las baterías y las diferencias entre los distintos tipos de baterías.
¿Qué es una batería?
Una batería es un dispositivo que convierte la energía química en energía eléctrica. Cuando la batería se conecta a un circuito, una reacción química entre el ánodo y el cátodo hace que los electrones fluyan a través del circuito externo, generando una corriente eléctrica.
Esta corriente puede alimentar una variedad de dispositivos, como teléfonos móviles, computadoras portátiles y muchos otros dispositivos electrónicos portátiles. Existen varios tipos de baterías, incluidas las baterías desechables y recargables, y difieren en tamaño, capacidad, voltaje y rendimiento para satisfacer diferentes usos y necesidades. Como fabricante de baterías , BatteryInt vende tipos de baterías de alta calidad que satisfacen diferentes necesidades.
Parámetros clave de la batería que debes conocer
El voltaje, la corriente, la potencia y la capacidad son los cuatro parámetros fundamentales para evaluar el rendimiento de una batería. Las diferencias entre ellos son las siguientes:
Voltaje
Actual
La corriente es la cantidad de carga que fluye a través de un circuito por unidad de tiempo, medida en amperios (A). La cantidad de corriente que fluye al descargar una batería depende de las demandas del circuito externo y de la velocidad máxima de descarga de la batería.
Fuerza
La potencia de una batería es la cantidad de energía que puede suministrar o consumir por unidad de tiempo, expresada en vatios (W). La potencia de una batería se puede calcular multiplicando el voltaje por la corriente (P = V × I). Esta es la cantidad máxima de energía que la batería puede proporcionar en un momento dado.
Capacidad
La capacidad de una batería es la cantidad total de carga que puede almacenar, generalmente expresada en amperios-hora (Ah) o miliamperios-hora (mAh). Este valor indica cuánto tiempo puede proporcionar corriente una batería con carga completa. Por ejemplo, una batería de 1000 mAh puede funcionar durante 1 hora si suministra 1 amperio de corriente.
Densidad de energía
Otro término común es la densidad energética. La densidad energética describe la cantidad de energía almacenada en una batería por unidad de masa (densidad de energía gravimétrica en vatios-hora/kg, Wh/kg) o por unidad de volumen (densidad de energía volumétrica en vatios-hora/litro, Wh/L). Cuanto mayor sea la densidad energética, mejor, ya que permite que la batería sea más pequeña y compacta, lo que reduce el peso del dispositivo.
¿Cómo genera voltaje una batería?
Una batería genera voltaje a través de reacciones electroquímicas que ocurren entre el ánodo, el cátodo y el electrolito: estos componentes tienen diferentes potenciales químicos, lo que significa que el ánodo tiende a ceder electrones mientras que el cátodo está listo para aceptar electrones. Este desequilibrio genera un exceso de electrones en el ánodo en comparación con el cátodo, lo que crea un voltaje o fuerza electromotriz (FEM).
Las diferentes combinaciones de materiales y reacciones químicas en las baterías dan como resultado voltajes variables, lo que genera una variedad de tipos de baterías y rendimientos. Sin embargo, dado que el voltaje de una sola celda es relativamente bajo, la mayoría de las baterías grandes (por ejemplo, las baterías 18650 y 21700) constan de múltiples celdas conectadas en serie para aumentar el voltaje. Por ejemplo, la mayoría de las baterías de 12 voltios están compuestas por cuatro a seis celdas conectadas en serie.
¿Por qué una batería tiene un electrodo negativo y uno positivo?
Este flujo de electrones desde el polo negativo al polo positivo se produce porque el polo positivo tiene un potencial mayor en comparación con el polo negativo, y los electrones siempre fluyen desde un potencial menor a un potencial mayor. Por lo tanto, los polos negativo y positivo son fundamentales para la estructura de la batería y cruciales para su funcionamiento eficiente. Este diseño permite que la batería sirva como una fuente de energía confiable en varios dispositivos.
¿Cómo fluye la corriente en una batería?
En una batería, el flujo de corriente se logra mediante el movimiento de electrones e iones. Cuando una batería se conecta a un dispositivo, el electrodo negativo (ánodo) libera electrones mediante una reacción química. Estos electrones fluyen a través de un circuito externo hasta el electrodo positivo (cátodo), generando una corriente eléctrica.
Simultáneamente, los iones del electrolito de la batería se mueven de un electrodo a otro para mantener el equilibrio de carga. Este flujo de electrones y el movimiento de iones juntos impulsan la corriente en la batería, lo que le permite alimentar una variedad de dispositivos electrónicos.
¿Cuál es la diferencia entre baterías recargables y no recargables?
La diferencia entre las baterías no recargables (primarias) y las recargables (secundarias) radica en su capacidad de recargarse y reutilizarse:
Pilas no recargables (pilas primarias)
Estas baterías están diseñadas para un solo uso. Una vez que la energía química almacenada se convierte en energía eléctrica y se agota, no se pueden recargar. Suelen ser más económicas y se utilizan en dispositivos que requieren poca energía o se utilizan con poca frecuencia. Algunos ejemplos son las baterías alcalinas que se utilizan en relojes, controles remotos y linternas.
Baterías recargables (Baterías secundarias)
Estas baterías se pueden recargar después de descargarse. Contienen sustancias químicas especiales que permiten revertir las reacciones de descarga al conectarlas a una fuente de energía. Aunque son más caras de adquirir, a largo plazo resultan más económicas, ya que se pueden recargar cientos de veces. Se utilizan habitualmente en dispositivos que necesitan un mayor suministro de energía o que se utilizan con frecuencia, como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y vehículos eléctricos.
La principal diferencia radica en la duración de uso y la reutilización. Mientras que las baterías no recargables deben desecharse después de su uso, las baterías recargables ofrecen la posibilidad de recuperar su máximo rendimiento mediante la recarga, lo que las hace más respetuosas con el medio ambiente y rentables.
