Todos los dispositivos electrónicos necesitan energía para funcionar. Por cierto, las baterías son la fuente de energía más común en el mundo moderno. Esto se debe a que hacen posible la fabricación electrónica de dispositivos portátiles.
Toda la industria electrónica depende de las baterías. Sin embargo, si usted es un ingeniero electrónico junior, es probable que evalúe el mejor tipo de batería para su próximo proyecto de electrónica. La siguiente guía cubrirá todos los diferentes tipos de baterías, sus características únicas y sus usos.
¿Qué es la batería?
Un montón de baterías
Las baterías son dispositivos de almacenamiento de energía. Tradicionalmente, hemos utilizado baterías para alimentar pequeños dispositivos electrónicos como linternas. Hoy en día, sin embargo, puede encontrar baterías en cualquier dispositivo que requiera una fuente de alimentación portátil para funcionar.
Debido a que sus usos y usos pueden ser diferentes, las baterías vienen en una variedad de formas y tamaños. Por ejemplo, no podemos esperar que las baterías AAA proporcionen una potencia óptima a los automóviles. Por lo tanto, los automóviles necesitan baterías de tamaño especial para funcionar correctamente.
¿Cómo funciona la batería?
Las baterías almacenan energía eléctrica en forma de energía química. Cuando cargamos una batería (recargable), convierte la electricidad en energía química para almacenarla. Cuando usamos una tormenta, ocurre una reacción química y la batería libera la carga como electricidad.
Baterías y circuitos de luz
Por ejemplo, las lámparas en los circuitos simples anteriores requieren una gran cantidad de electrones que fluyen a través de ellos para funcionar. Por lo tanto, la batería proporcionará el empuje necesario para empujar los electrones a través de la lámpara. Necesitamos conectar la lámpara al electrodo positivo y negativo de la batería para completar el circuito. Si hay suficiente carga eléctrica en la tormenta, la luz se encenderá.
Sin embargo, es importante recordar que las baterías solo pueden empujar electrones a través de un circuito por un tiempo limitado. Esencialmente, este límite de tiempo depende de la cantidad de energía almacenada (carga) y las necesidades de carga. En nuestro ejemplo, la lámpara es nuestra carga y el mercado se refiere a la energía necesaria para funcionar. Por lo tanto, una bolsa es cualquier componente que necesita electricidad para funcionar. En el caso de los PCB, estos componentes pueden ser diodos, microchips (circuitos integrados), etc.
Diferencia entre batería y batería
Imágenes de gran detalle de varios tipos de baterías
Una batería es un componente de una sola unidad que funciona básicamente de la misma manera que una batería: convierte energía química en electricidad. Una tormenta es un grupo o grupo de células. Sin embargo, la forma más popular de batería es la batería de botón. También se la conoce como la batería de monedas. Esta acción no es necesariamente errónea. Una sola batería puede estar en un conjunto de baterías.
Tipo de batería
Imagen vectorial de la batería
Las baterías se dividen en dos categorías principales:
No podemos cargar una batería de un solo uso. Por lo tanto, las personas a veces se refieren a ellos como baterías de un solo uso o baterías de un solo uso. La mayor ventaja de estas baterías es que pueden generar una corriente eléctrica inmediatamente después del montaje. A menudo los utilizamos en dispositivos portátiles de baja potencia o de uso intermitente.
A menudo nos referimos a estas baterías como baterías recargables. Los fabricantes generalmente los ensamblan con materiales activos en estado de descarga. Luego, el usuario puede cargarlos aplicando una corriente eléctrica. Por cierto, la carga revertirá las reacciones químicas que ocurren durante el uso. Utilizamos dispositivos que llamamos cargadores y / o recargadores para cargar. Dependiendo del tipo de batería (material), la carga y descarga pueden ocurrir varias veces.
Tipo de batería:
Batería de zinc-carbono
Fuente de las baterías de zinc-carbono: Wikimedia Commons
Las baterías de zinc-carbono son las baterías originales de menor costo para el hogar. Dispersan la corriente eléctrica a través de una reacción química entre el dióxido de titanio ácido de zinc. Sin embargo, la desventaja más notable de las baterías de zinc-carbono es la baja potencia de salida. Sin embargo, esto también conduce a una baja tasa de autodescarga, lo que les da una vida útil más larga. Las baterías de zinc-carbono son las más adecuadas para relojes y controles remotos.
Baterías alcalinas
Imágenes de baterías alcalinas
Pissabé.
Las baterías alcalinas no recargables son el tipo de batería primaria doméstica más utilizado. Utilizaron una reacción electroquímica entre el metal de zinc y el dióxido de titanio para mantener y dispersar la carga. Por cierto, su popularidad actual se debe a su alto consumo de energía por unidad. Al menos esto es cierto en comparación con las baterías de carbono-zinc (y la mayoría de las baterías secundarias). Además, a menudo tienen una vida útil más larga.
Batería de litio (o batería de metal de litio)
Fuente de la batería de litio: Wikimedia Commons
Una batería de litio utiliza material de litio metálico como ánodo. Por cierto, debido a su alta densidad de carga, son superiores a las baterías de zinc-carbono y alcalino en términos de potencia por uso. Además, las baterías y celdas de metal de litio tienen una vida útil increíble.
Pueden durar más de 10 años y pueden funcionar a bajas temperaturas. Sin embargo, las baterías de litio no son tan populares o fácilmente disponibles como las baterías de carbono de zinc y las baterías alcalinas debido a sus altos costos de producción.
Sin embargo, las baterías y las celdas de metal de litio pueden generar un voltaje entre 1.5V y 3.7V. Por lo tanto, los fabricantes generalmente lo empaquetan en un factor de forma más pequeño.
Las baterías de litio de mayor tamaño tienen un mayor riesgo de inestabilidad, pero todavía podemos usarlas para aplicaciones militares.
Batería de óxido de plata
Colección de baterías de óxido de plata de maxell Fuente: Batería de óxido de plata
Las baterías de óxido de plata son comunes en Japón, pero no en otras partes del mundo. Usaron el óxido de plata como cátodo y el zinc como ánodo. Aunque tienen una alta densidad de energía, son bastante caros. Podemos atribuirlo al material catódico (plata) necesario para su fabricación. La plata es un metal precioso. Por lo tanto, los usamos principalmente en diseños de baterías de monedas que requieren muy poca cantidad de plata.
Batería de zinc de aire
Zinc Air Coin Fuente de la batería: Wikimedia Commons
Muchas personas piensan que las baterías de zinc-aire son una alternativa aceptable a las baterías de óxido de plata. Utilizan el oxígeno del aire circundante como un cátodo mientras colocan el ánodo dentro de la batería. Debido a su alta densidad de energía, son más adecuados para dispositivos médicos como audífonos y marcapasos. Por cierto, podemos atribuir su longevidad a su composición y estructura.
Batería de Mercurio
Fuente de las baterías de mercurio: Wikimedia Commons
Las baterías de níquel-cadmio (también conocidas como baterías de óxido de níquel o baterías Ruben-Mallory) son baterías no recargables que utilizan reacciones electroquímicas de óxido de níquel y electrodos de zinc en un electrolito alcalino. Tienen una mayor capacidad que las baterías de zinc-carbono y una salida estable y confiable.
Por lo general, las baterías de níquel-cadmio a menudo aparecen en forma de baterías de monedas. Fue muy popular durante la Segunda Guerra Mundial. Sin embargo, ahora es casi imposible encontrarlos. Sin embargo, debido a la toxicidad del mercurio para el medio ambiente y la salud humana, muchos países han prohibido la venta de mercurio.
Tipos de baterías secundarias:
Baterías alcalinas recargables.
Fuente de baterías alcalinas recargables: Wikimedia Commons
estoSe puede recargar.La versión alcalina de la batería es la batería recargable más asequible. Además, tienen una vida útil más larga. Es conveniente para aplicaciones de potencia media. A pesar de su corto ciclo de vida (en comparación con otras baterías secundarias), siguen siendo populares. Debido a que no utilizan materiales tóxicos, los usuarios pueden desecharlos de forma segura en vertederos regulares, siempre que las regulaciones locales lo permitan.
Baterías de níquel
Fuente de las baterías de níquel: Wikimedia Commons
Las baterías de níquel recargable (Ni-Cd) son favorecidas por su durabilidad y fiabilidad. Tienen diferentes rangos de temperatura de funcionamiento y una larga vida útil. Además, y lo más importante, tienen una alta capacidad de potencia. Sin embargo, tienen un tiempo de funcionamiento más corto por carga. Otra desventaja es que su tasa de autodescarga es generalmente alta (30% por mes). Pero dado que son recargables, esto no es un gran problema.
Sin embargo, otra característica indeseable del magnesio es su composición. Alrededor del 15% de la mayoría de las baterías de níquel-cadmio son carcinógenos tóxicos. Por lo tanto, es posible que los consumidores y los fabricantes no los eliminen en los vertederos. Debemos tener cuidado de reciclarlos.
Hidruro de metales de níquel
Fuente del paquete de baterías de níquel-hidrógeno: Wikimedia Commons
Las baterías recargables de hidruro de metal de níquel (NiMH) son una iteración mejorada de las baterías de níquel-cadmio más antiguas. Ofrecen el mismo voltaje, pero aumentan la capacidad en un 30%. Además, tienen una excelente capacidad de alta corriente y una larga vida útil de ciclo.
Las baterías de níquel-hidrógeno pueden liberar hasta un 40% de la electricidad al mes. Sin embargo, la tasa de autodescarga de las baterías de hidruro de níquel-metal es decepcionalmente más alta que la de las baterías de níquel-cadmio. Sin embargo, las baterías de níquel-hidrógeno siguen siendo superiores a las baterías de níquel-cadmio, ya que no contienen mercurio tóxico.
Sin embargo, todavía contienen grandes cantidades de óxido de magnesio y trazas de magnesio. Estos pueden ser cancerígenos para los organismos de mamíferos. Por lo tanto, debe tener cuidado con el reciclaje de las baterías de níquel-hidrógeno.
Batería de iones de litio
Batería de teléfono de iones de litio
Las baterías de iones de litio recargables son el último tipo de batería secundaria. En general, son un 30% más ligeros que los hidruro de titanio metálico. Además, ofrecen baterías de níquel-cadmio con al menos un tercio de mayor capacidad.
Las baterías de iones de litio tienen una excelente capacidad de corriente alta. Además, tienen un ciclo de vida largo. Además, tienen una tasa mensual de autodescarga del 20%. Por lo tanto, podemos especular que las baterías de iones de litio son superiores a las baterías de níquel-cadmio en casi todos los aspectos. Sin embargo, no son tan fuertes. Por ejemplo, las baterías de iones de litio son propensas a sobrecalentarse, lo que puede causar un incendio.
Además, aunque no contienen níquel tóxico, la mayoría de las baterías de iones de litio todavía contienen pequeñas cantidades de óxido de níquel y óxido de níquel. Del mismo modo, estos productos químicos son cancerígenos y perjudiciales para la salud humana. Por lo tanto, debe manejar y reciclar las baterías de iones de litio con cuidado.
Batería de plomo ácido
Las baterías de plomo-ácido suelen ser parte del sistema eléctrico del automóvil.
Las baterías de plomo-ácido son el tipo de batería recargable más popular en el mundo. Esto se debe principalmente a su fiabilidad y la viabilidad económica de su producción. Sin embargo, no son muy portátiles, ya que tienden a ser grandes, pesados y demasiado grandes. Además, el plomo es un compuesto altamente tóxico que causa cáncer.
Por lo tanto, no podemos procesar baterías de plomo-ácido en vertederos y estaciones de desechos regulares. Los fabricantes reciclan y reutilizan baterías de plomo-ácido viejas y dañadas para producir nuevas baterías de plomo-ácido.
¿Por qué no se pueden cargar todos los tipos de baterías?
Imágenes vectoriales de carga de batería
Cuando cargamos una batería secundaria, no solo forzamos a los electrones a regresar a la tormenta, sino que también restauramos los productos químicos dentro de la batería a su estado de carga inicial. Cuando los fabricantes fabrican las baterías originales, ensamblan el material en estado de carga. El uso de una carga eléctrica en una sola batería reconfigura permanentemente el material en la batería. Después del proceso de reconfiguración, no puede guardar otro pedido.
Por otro lado, la batería secundaria activa una reacción química que emite la carga y la vuelve a su estado original mediante la carga. Por supuesto, deben usar ciertos materiales y productos químicos que se adapten a estos cambios.
Aplicaciones de baterías
Un hombre revisa la batería del coche
Las aplicaciones más comunes de las baterías incluyen:
Advertencia
Circuitos de Comunicación
El reloj
control remoto.
marcapasos.
auxilios auditivos.
auriculares inalámbricos.
Vehículos motorizados
periféricos inalámbricos para computadoras (trazos y ratones)
Equipo de juegos de mano (consola de juegos)
Relojes inteligentes
¿Cómo elegir la batería?
Mujer con un montón de diferentes tipos de baterías
Ahora que está familiarizado con todos los tipos de baterías disponibles, debe decidir qué tipo de batería funciona mejor para su proyecto. Cuando las personas eligen baterías, tienden a equilibrar el costo y el rendimiento. Sin embargo, debes considerar otras especificaciones. Entre ellos se incluyen:
Una vez (no recargable) o dos veces (recargable)
La energía / electricidad que la carga puede liberar de la batería. Normalmente lo expresamos en horas de amperios. Por ejemplo, una batería de 500 mAh puede descargar 1 mAh por hora.
Tiempo durante el cual la batería puede mantener la energía cuando está inactiva.
Describe las condiciones que muestran que la batería se calienta durante el uso o la carga. Por lo tanto, esta especificación le ayudará a determinar si su batería necesita un radiador o un enfriador.
Describe la velocidad de carga de la batería recargable
Describe el número de cargas y descargas secundarias de la batería. Alternativamente, podemos usarlo para indicar cuánto tiempo podemos usar la batería original.
Conclusiones
No hay una única solución de batería disponible en el mercado para todos los dispositivos portátiles alimentados por baterías. Debido a que los dispositivos electrónicos tienen una variedad de formas, tamaños y durabilidad, necesitan la fuente de alimentación que mejor se adapte a sus requisitos de espacio y carga. Por lo tanto, hay una gran variedad de baterías, cada una con sus ventajas y desventajas. La guía anterior enfatiza esto al mostrar todos los tipos de baterías disponibles actualmente. Recuerde manejar y reciclar las baterías viejas con cuidado. Sin embargo, esperamos que esta guía te sea útil. Como siempre, gracias por la lectura.
