¿Qué es una batería? Una explicación experta y sencilla

Introducción

Muchos aparatos electrónicos se encuentran en nuestros hogares u oficinas y necesitan una fuente de alimentación adecuada para funcionar. Una de estas fuentes es la batería. Es normal encontrar diferentes tipos de baterías, ya que estos dispositivos electrónicos tienen diferentes necesidades de energía y compartimentos.

Entonces, ¿Qué es una batería?

Una batería es un dispositivo que contiene sustancias químicas activas que pueden convertirse en energía eléctrica mediante una reacción electroquímica llamada oxido-reducción o redox. Durante este proceso, los electrones se transfieren de un lado del material al otro a través de un circuito eléctrico.

Componentes clave de una batería

Dependiendo del tipo de batería, encontrará diferentes componentes. Sin embargo, algunos son estándar; es normal encontrarlos en una batería. Estos son los componentes clave de una batería:

Cátodo

Este es el electrodo positivo de la batería, también llamado electrodo oxidante. Su función es captar los electrones durante el proceso electroquímico de la batería. Dado que aquí es donde se produce el proceso de reducción, determinará la tecnología o composición química de la batería. Esto incluye baterías de iones de litio, NiMH o alcalinas.

Ánodo

Este es el electrodo negativo de la batería. Es donde se produce la oxidación, lo que significa que libera electrones durante el proceso de descarga. El ánodo suele estar hecho de un material conductor de electricidad, como el metal.

Electrólito

Los electrolitos son un medio que permite la circulación de iones entre el ánodo y el cátodo de la batería. Se presentan en diferentes estados. Para la conducción iónica, se pueden utilizar electrolitos líquidos, como ácidos, álcalis, etc., pero también se pueden encontrar electrolitos sólidos en otros tipos de baterías, como las AA, AAA, etc.

Separador

Este es un material poroso que impide la mezcla entre el ánodo y el cátodo. Al ser poroso, solo permite el paso de iones, no de materiales. Si el ánodo y el cátodo se mezclaran, la batería podría explotar o incendiarse.

Terminales

En cuanto a las baterías y sus componentes, tenemos los terminales. Estos son los contactos metálicos que conectan la batería a un circuito. La mayoría de las baterías solo tienen dos terminales a cada lado. Todo depende del diseño de la batería.

Cómo funciona una batería

Cuando se conecta una batería a un circuito externo, se producen varias reacciones químicas para suministrar energía eléctrica al circuito.

El proceso químico se denomina redox, donde los electrones se generan y fluyen desde el ánodo. Posteriormente, son recibidos y reducidos por el cátodo. El circuito se completa con el movimiento de aniones y cationes en el electrolito de la batería.

Tipos de baterías en el mercado

Las baterías se clasifican según su composición química. Las principales clasificaciones son: primarias, secundarias, de reserva y de combustible.

Celda/batería primaria

Una celda o batería primaria no se puede recargar cuando ya no alimenta el circuito eléctrico. Debe desecharla después de usarla y reemplazarla por una batería nueva.

Se les suele llamar pilas secas porque tienen un electrolito sólido. Los fabricantes suelen colocar el electrolito en un material absorbente que actúa como separador.

Celda/batería secundaria

Esta es la contraparte de la celda primaria, ya que permite la recarga si la capacidad disminuye. Una vez recargada, vuelve a su estado previo a la descarga. Esto se logra al pasar la corriente en la dirección opuesta a la de la descarga.

También existen dos subcategorías dentro de las baterías secundarias. La primera son baterías diseñadas para suministrar energía según demanda. Siempre están conectadas a las fuentes de alimentación primarias y se activan en caso de emergencia.

La otra subcategoría son las baterías que pueden utilizarse como fuente de energía principal y luego recargarse cuando su capacidad cae por debajo de un determinado umbral.

Celdas/baterías de reserva

En este caso, el electrolito de la batería está aislado de las celdas primaria y secundaria. El electrolito permanece inactivo hasta que un punto de fusión determinado permite la conducción iónica. Esto activa la batería y le permite suministrar energía eléctrica al circuito.

Las celdas de reserva se encuentran en baterías activadas por calor, gas, electrolito y agua. También se encuentran en dispositivos detonantes sensibles, como misiles y otros sistemas de armas.

Pila de combustible

Estas baterías están diseñadas para generar electricidad solo si se les alimentan todos los componentes. A diferencia de las baterías mencionadas, que ya cuentan con los componentes, en este caso, es necesario seguir alimentando los materiales activos a los electrodos para mantener la batería activa. En el momento en que se detiene el proceso de alimentación, se detiene la producción de energía eléctrica.

Una buena aplicación de las pilas de combustible son los combustibles criogénicos utilizados en vehículos espaciales. Aunque sus aplicaciones son limitadas, su interés ha cobrado nueva importancia en los últimos años.

Aplicaciones de las baterías

Muchos dispositivos dependen del uso de baterías para su funcionamiento. Esto significa que existen muchas aplicaciones donde se pueden usar baterías. Las analizaremos a continuación para comprenderlas mejor.

Como era de esperar, usamos baterías en nuestros hogares y oficinas a diario. Esto incluye cargar teléfonos móviles, controles remotos, consolas de videojuegos, computadoras portátiles y más. Si necesita una batería para funcionar, hay una para ello.

Estas baterías también se pueden usar en instrumentos médicos. Por ejemplo, se necesitan baterías en audífonos, bombas de insulina y dispositivos con asistencia valvular que requieren baterías para funcionar.

Aun así, en el sector médico, las baterías se pueden usar en un monitor de ECG para mostrar las constantes vitales del paciente. A medida que explore, encontrará más aplicaciones para baterías en el ámbito médico.

Los sectores de la logística y la construcción también utilizan baterías, incluidas las de alta resistencia. Un ejemplo es su uso en carretillas elevadoras, ya que se utilizan en espacios reducidos, y el uso de gasolina puede generar gases de monóxido de carbono.

Las baterías se utilizan con mayor frecuencia en la extinción de incendios y la respuesta a emergencias. En este contexto, se utilizan baterías de gran tamaño para alimentar diversos dispositivos que los equipos de respuesta a emergencias necesitan para gestionar las emergencias.

No debemos olvidar cómo se utilizan las baterías en los vehículos. Las baterías son vitales para el arranque y el funcionamiento de los accesorios. Aun así, existen vehículos eléctricos que funcionan completamente con baterías.

Vida útil y mantenimiento de la batería

Las baterías tienen una vida útil diferente según su composición química y la carga conectada. Los fabricantes suelen indicar la vida útil estimada de la batería según su uso recomendado. La mayoría de las baterías tienen una vida útil promedio de 3 a 5 años.

Puedes hacer algunas cosas para prolongar la vida útil de tu batería. Por eso, a continuación te presentamos algunos consejos de mantenimiento que debes tener en cuenta.

• La limpieza regular de los terminales de la batería ayuda a prevenir la corrosión. Esto garantiza conexiones eléctricas correctas cada vez que se utiliza la batería.
• Siga las recomendaciones del fabricante para la descarga y carga. Esto garantizará que la capacidad de la batería se mantenga constante a lo largo de los años.
• El control de la temperatura es clave para determinar el buen funcionamiento de la batería. Manténgala en un lugar fresco y seco, alejada de temperaturas extremas.
• Una inspección regular es vital para determinar cuándo es necesario reemplazar la batería. Si nota que la batería está abultada o tiene fugas, podría ser el momento de hacerlo.
• Si la batería necesita recarga de ácido, asegúrese de hacerlo a tiempo. Es recomendable establecer un programa de mantenimiento para asegurarse de ocuparse siempre de los pequeños detalles que pueden afectar el rendimiento de la batería.

Cómo transportar baterías

Para ciertas aplicaciones, el transporte de baterías puede ser necesario. Por ello, es fundamental hacerlo correctamente.

La medida de seguridad más recomendada es proteger las terminales. Dado que se transportará a largas distancias, lo último que se desea es sufrir cortocircuitos. Por lo tanto, cubra las terminales con cubreterminales o cinta aislante.

Aun así, considere usar un embalaje exterior resistente para evitar que la batería se aplaste. Puede agregar suficiente relleno donde sea necesario para evitar que las baterías se muevan constantemente durante la manipulación.

También se recomienda un etiquetado claro. Esto ayuda a quienes manipulan las baterías a saber que deben tener especial cuidado. En ocasiones, pueden ser necesarias advertencias de peligro o fragilidad para animar a las personas a manipularlas con cuidado.

¿Es posible restaurar las baterías?

Puedes simplemente recargar una batería recargable y seguir usándola. Sin embargo, no siempre es posible. A veces, la batería se desgasta hasta el punto de perder su capacidad anterior. Podría ser que esté vieja o presente daños internos que desconoces.

Si la batería experimenta sulfatación, se puede reactivar mediante técnicas de carga por pulsos. La sulfatación se produce cuando se forman cristales de sulfato en las placas de la batería, lo que imposibilita su recarga.

La alternativa es llevarla a un centro de reacondicionamiento de baterías. Si encuentran que aún está en buen estado, deje que los profesionales se encarguen del reciclaje para que siga funcionando.

Conclusión

Una batería puede ser muy útil en nuestras vidas hoy en día. Puedes disfrutar cargando tu dispositivo favorito y escuchando música, o usándola para hacer funcionar tu vehículo. Las aplicaciones son muchas. Todo depende de las necesidades de tu batería. Los fabricantes de dispositivos recomiendan el tipo de batería que puedes usar. Asegúrate de usar la correcta para obtener el mejor rendimiento. Aun así, recomendamos cuidar bien tu batería para que dure mucho tiempo y te brinde el mejor servicio.