Términos de la batería
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Términos y definiciones de la batería

Vamos a sumergirnos de lleno.

El siguiente resumen es una versión abreviada de los términos relacionados con las pilas y la tecnología de las mismas. No es exhaustivo y está diseñado para proporcionar al profano una comprensión básica de los términos de la batería . Debe permitir al no experto entender la información proporcionada por los fabricantes y vendedores de baterías para facilitar la confianza en las discusiones con estas organizaciones al hacer compras de baterías.

Términos relacionados con la batería

  • AC
    La corriente alterna es la condición en la que el movimiento de la carga eléctrica en un conductor se invierte periódicamente.
  • Ácido
    Una sustancia química que puede liberar iones de hidrógeno cuando se mezcla con agua. El ácido sulfúrico, H2SO4, se utiliza en una batería de plomo como electrolito.
  • Acumulador
    Una batería o pila recargable.
  • Material activo
    Las sustancias químicas de una pila que producen y almacenan electrones dentro de una célula electroquímica para ser liberados como energía eléctrica. El material activo reacciona con el electrolito en la descarga para proporcionar electrones de valencia a partir de las reacciones de oxidación y reducción que se producen en los electrodos positivos y negativos
  • AGM (Alfombra de vidrio absorbente)
    Es un término que suele aplicarse a un tipo de batería de plomo-ácido recombinante sellada que utiliza un material separador no tejido compuesto casi en su totalidad por microfibras de vidrio que absorbe y retiene el electrolito entre las placas de una celda. La AGM es en realidad la estera de vidrio de la célula, que está muy comprimida para garantizar que absorbe la cantidad correcta de ácido y mantiene la presión sobre el material activo para evitar la pérdida de contacto entre la AM y las rejillas de la placa.
  • Amperios (Amp, A)
    Unidad de medida del flujo de electrones a través de un circuito. 1 amperio = 1 culombio por segundo.
  • Amperio-hora (Amp-hrs, Ah): Unidad de medida de la capacidad de almacenamiento eléctrico de una batería, que se obtiene multiplicando la corriente en amperios por el tiempo en horas de descarga. (Ejemplo: Una batería que entrega 5 amperios durante 20 horas entrega 5 amperios x 20 horas = 100 amperios-hora de capacidad).
  • Ánodo: El electrodo negativo de una célula. El ánodo pierde electrones durante la descarga (oxidación) y gana electrones durante la carga (reducción).
  • Batería: Una o varias celdas electroquímicas unidas eléctricamente en serie o en paralelo mediante conexiones intercelulares.
  • BMS: Sistema electrónico que supervisa un paquete de baterías para maximizar su vida útil y protegerlo de los daños debidos a factores como la sobrecarga y la infracarga, el desequilibrio de las celdas individuales y las variaciones extremas de temperatura. El paquete de baterías también debe ofrecer una función de seguridad y permitir la comunicación con otros dispositivos.
  • Carga de refuerzo: Una o más cargas rápidas cortas adicionales aplicadas a una batería, normalmente durante un ciclo de servicio, para asegurar que completará su trabajo de aplicación.
  • Grupo BCI: El número de grupo del Consejo Internacional de Baterías (BCI) identifica una batería por sus características físicas y eléctricas. Las dimensiones (largo x ancho x alto), la tensión, la polaridad de la disposición de los terminales y la forma y el tipo de los mismos. Esta caracterización permite al comprador identificar una batería que se adapte a su vehículo.
  • Capacidad: La capacidad de una batería se especifica como el número de amperios-hora que la batería entregará a una tasa de descarga y temperatura específicas. La capacidad de una batería no es un valor constante y se observa que disminuye con el aumento de la tasa de descarga. La capacidad de una batería se ve afectada por una serie de factores como el peso del material activo, la densidad del material activo, la adherencia del material activo a la rejilla, el número, el diseño y las dimensiones de las placas, la separación de las placas, el diseño de los separadores, el peso específico y la cantidad de elelectrolito, las aleaciones de la red, la tensión límite final, la tasa de descarga, la temperatura, la resistencia interna y externa, la edad y el historial de vida de la batería.
  • Cátodo: El electrodo positivo de una célula. El cátodo gana electrones durante la descarga (reducción) y pierde electrones durante la carga (oxidación).
  • Célula: Abreviatura de célula electroquímica. Consiste en dos materiales distintos, normalmente metales, dentro de un electrolito conductor iónico. Los metales disímiles proporcionan una diferencia de potencial basada en su posición en la tabla electroquímica. Esta diferencia produce un CEM o voltaje unicelular que define la tensión de las baterías. En el caso del níquel-cadmio es de 1,2 V por célula y en el del plomo-ácido es de 2 voltios.
  • Aceptación de la carga: La capacidad de una batería para aceptar y almacenar energía bajo determinados parámetros externos como el tiempo, la temperatura, el estado de carga, la tensión de carga o el historial de la batería. Generalmente está relacionado con la resistencia interna y la capacidad de las baterías.
  • Amperios de arranque en frío (CCA): Se trata de una clasificación que se da a las baterías de 12V de encendido por luz (SLI) para mostrar su capacidad de arrancar un motor en tiempo frío. Se define como el número de amperios que se pueden extraer de una batería nueva completamente cargada a -180C durante 30 segundos manteniendo una tensión superior a 7,2 voltios.
  • Cargador: Dispositivo para suministrar energía eléctrica a una batería cuando se encuentra en estado de descarga.
  • Conductancia: La facilidad con la que la corriente eléctrica fluye a través de una sustancia. En las ecuaciones, la conductancia se simboliza con la letra G mayúscula. La unidad estándar de conductancia es el siemens (abreviado S), antes conocido como mho, que es el recíproco de la resistencia (ohm)
  • Contenedor: La caja que contiene los componentes de la pila o batería. Tiene que ser inerte al electrolito utilizado y lo más resistente posible a los impactos.
  • Corrosión: Reacción química o electroquímica de un material y su entorno en la que el material, generalmente un metal, produce un compuesto como producto de la reacción. En los metales, se produce por la reacción de oxidación (pérdida de electrones) que da lugar a que un compuesto metálico, por ejemplo el Pb, se transforme en PbSO4 en presencia de ácido sulfúrico.
  • Corriente: Cualquier movimiento de portadores de carga eléctrica, como partículas subatómicas cargadas (por ejemplo, electrones con carga negativa, protones con carga positiva), iones (átomos que han perdido o ganado uno o más electrones) o huecos (deficiencias de electrones que pueden considerarse partículas positivas). La corriente eléctrica en un cable, donde los portadores de carga son electrones, es una medida de la cantidad de carga que pasa por cualquier punto del cable por unidad de tiempo.
  • Ciclo: En términos de batería, un ciclo es una secuencia completa de una descarga desde una condición de carga completa más una recarga completa a una condición de carga completa.
  • Duración del ciclo: El número de ciclos de carga-descarga definidos que una batería puede completar hasta que su tensión en descarga alcanza un valor mínimo establecido. los parámetros de la profundidad de la descarga, la velocidad de descarga y recarga, los ajustes de tensión para la carga y la descarga más la temperatura se definen normalmente para describir la naturaleza de una prueba de vida de ciclo. El número de ciclos que completará una batería depende de muchos factores, además de los parámetros de prueba establecidos. Los factores típicos son el diseño de las baterías, su química y los materiales de construcción.
  • Descarga profunda: Es una descarga que utiliza una corriente que pone a la batería en un estado en el que el voltaje es el mínimo recomendado por el fabricante para una tasa de descarga determinada. Por ejemplo, una batería de tracción de plomo-ácido que se descargue a 1,7 voltios por celda durante un periodo de 5 horas, se descargará al 100% con una tasa de C5.
  • Batería de ciclo profundo: Una batería que está diseñada para dar el máximo número de ciclos cuando se descarga a la tensión mínima recomendada por el fabricante para una tasa de descarga determinada.
  • Descarga: Cuando una batería está conectada a una carga y proporciona una corriente, se dice que se está descargando.

Más términos técnicos de la batería.

  • Electrolito: Una pila electroquímica requiere un medio conductor para la transferencia de iones que permita la carga y descarga de los electrodos positivo y negativo.
    En una batería de plomo-ácido, el electrolito es ácido sulfúrico diluido en agua. Es un conductor que suministra agua y sulfato para la reacción electroquímica:
    PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O.
    En una batería de iones de litio, el electrolito no reacciona con los electrodos, sino que simplemente transfiere iones Li+ del cátodo al ánodo durante la carga y del ánodo al cátodo durante la descarga.
  • Comprobador electrónico: Dispositivo electrónico que evalúa el estado de una batería mediante una medición resistiva o de impedancia que puede incluir la resistencia óhmica, la capacitancia y la conductancia metálica e iónica. A menudo, estos dispositivos utilizan pulsos de alta frecuencia y consumen pocas corrientes.
  • Elemento: Conjunto de placas positivas y negativas ensambladas con separadores entre las placas.
  • Carga de ecualización: El proceso de asegurar que todas las celdas dentro de una batería están en un estado de carga completa. El electrolito de cada célula también debe tener una densidad uniforme y no estar estratificado. Este es un proceso que normalmente se lleva a cabo en instalaciones con múltiples baterías conectadas, en las que la subcarga o la descarga frecuente impiden que las baterías o celdas individuales alcancen el mismo estado de carga. La corriente de carga suele ser baja y el periodo de tiempo puede ser de varios días.
  • Formación: En la fabricación de baterías, la formación es el proceso de carga de la batería por primera vez. Electroquímicamente, la formación transforma la pasta de óxido de plomo de las rejillas positivas en dióxido de plomo y la pasta de óxido de plomo de las rejillas negativas en plomo esponjoso metálico.
  • GEL: Nombre que suele aplicarse al electrolito de una batería de plomo-ácido que se ha mezclado con un agente químico para producir una estructura no líquida inmovilizada. Esto puede hacerse utilizando un agente polimerizador o añadiendo polvo fino de sílice. El propósito es evitar el derrame del electrolito y permitir la recombinación del hidrógeno y el oxígeno que se alquilan por la descomposición del agua durante la carga (ver baterías VRLA). Las baterías fabricadas con un electrolito gelificado suelen denominarse baterías de GEL.
  • Rejilla: Estructura metálica o de aleación metálica que soporta el material activo de una placa de batería. Conduce la corriente producida por el material activo hacia los bornes de la batería cuando se descarga y desde los bornes hacia el material activo en una carga.
  • Tierra: El potencial de referencia de un circuito. En el ámbito de la automoción, el resultado de fijar un cable de la batería a la carrocería o al bastidor de un vehículo que se utiliza como vía para completar un circuito en lugar de un cable directo de un componente. Hoy en día, más del 99% de las aplicaciones de automoción y LTV utilizan el terminal negativo de la batería como tierra.
  • Grupo: Una sola celda de una batería compuesta por el número correcto de placas positivas y negativas con separadores que alcanzarán la capacidad nominal de la batería.

  • Tamaño del grupo: El Consejo Internacional de Pilas (BCI) asigna números y letras para los tipos de pilas más comunes. Existen normas sobre el tamaño máximo de los contenedores, la ubicación y el tipo de terminal y las características especiales de los contenedores.

  • Hidrómetro: Dispositivo utilizado para estimar la concentración de ácido o alcalino en el electrolito de la batería midiendo su gravedad específica.
    Conectores intercelulares: Estructuras que conectan células contiguas en serie, el positivo de una célula con el negativo de la siguiente, dentro de una batería.

  • Impedancia (Z): La resistencia efectiva de un circuito o componente eléctrico a la corriente alterna. Surge de los efectos combinados de la resistencia óhmica y la reactancia y tiene la misma unidad que la resistencia, es decir, los ohmios.

Términos de la batería
  • Resistencia interna (IR): Una batería tiene resistencia, capacitancia e inductancia. A continuación se muestra una representación de la resistencia total de una batería que se denomina modelo de Randles

    Ro= Resistencia óhmica de los metales de la batería + electrolito + separadores
    RCT= Resistencia de transferencia de carga a través de la doble capa eléctrica (EDL)
    Cdl=Capacidad de la doble capa
    L=Inductancia de alta frecuencia de los componentes metálicos
    Zw= Impedancia de Warburg que representa los efectos del transporte de masa
    E=FEM del circuito

  • Batería de plomo-ácido: Batería compuesta por placas que incluyen un conductor de aleación de plomo y material activo de óxido de plomo para el positivo y plomo puro y esponjoso para el negativo. El electrolito es ácido sulfúrico diluido del orden del 30 al 40% en peso de ácido.
  • Probador de carga: Instrumento que toma corriente de una batería mientras mide la tensión. Determina la capacidad de la batería
  • Batería de bajo mantenimiento: Una batería que no requiere frecuentes adiciones de agua para rellenar el electrolito. Por lo general, de 3 a 6 meses entre adiciones con carga controlada.

Más términos de almacenamiento de baterías

  • MCA (amperios de arranque marino): La MCA es una clasificación industrial que define la capacidad de una batería marina para suministrar una gran cantidad de amperaje durante un corto período de tiempo. Dado que las baterías marinas no suelen utilizarse nunca a temperaturas inferiores al punto de congelación, los amperios de arranque marinos se miden a 32 °F (0 °C) en lugar de a 0 °F (-18 °C) para los amperios de arranque en frío. La clasificación es el número de amperios que pueden extraerse de una batería marina a 32 °F durante 30 segundos mientras se mantiene una tensión de al menos 7,2 voltios para una batería de 12 voltios. Cuanto mayor sea la clasificación MCA, mayor será la potencia de arranque de la batería marina.
  • Sin mantenimiento: Una batería que normalmente no requiere ningún servicio de riego durante su vida de uso cuando se utilizan métodos de carga correctos.
  • Negativo: La dirección del flujo de electrones que describe el potencial eléctrico. El terminal negativo de la batería proporciona electrones para reducir el material activo de la placa durante la carga.
    Mx+ + xe = M
  • Ohm (Ω): Unidad para medir la resistencia eléctrica o la impedancia en un circuito eléctrico. Definido en unidades del SI como la unidad de resistencia eléctrica que transmite una corriente de un amperio cuando se somete a una diferencia de potencial de un voltio.
  • Ley de Ohm: La relación entre la corriente, la tensión y la resistencia de un conductor en un circuito eléctrico
    V = IxR (donde V = voltios, I = amperios y R = ohmios)
  • Tensión en circuito abierto: La tensión de una batería cuando los bornes están en circuito abierto, es decir, sin carga
  • Placas: Son los componentes electroactivos de una pila que forman los electrodos positivo y negativo. Constan de un conductor rígido que soporta el material activo. El conductor puede tener más de una forma, por ejemplo, una tira o lámina que soporta el material activo o una estructura de rejilla que mejora la adherencia del conductor/material activo y reduce el peso total de la batería. Las placas son positivas o negativas, dependiendo de la polaridad de los electrodos de la batería para la que se utilizan.
  • Positivo: El punto desde el que fluye la corriente hacia la parte negativa de un circuito en la física convencional. El punto o terminal de una batería que tiene un mayor potencial eléctrico relativo. En una pila, la placa positiva proporciona una reacción de oxidación agotando los electrones del material activo que fluyen hacia la placa negativa para realizar una reacción de reducción.
Traditional current and Electron direction
  • Batería primaria: Batería que puede almacenar y suministrar energía eléctrica pero que no puede recargarse eléctricamente. Los productos químicos típicos incluyen: (i) carbono-zinc (células Leclanche), (ii) alcalino-MnO2, (iii) litio-MnO2, (iv) dióxido de litio-azufre, (v) disulfuro de litio-hierro, (vi) cloruro de litio-tionilo (LiSOCl2), (vii) óxido de plata, y (viii) zinc-aire
  • Capacidad de reserva: El tiempo en minutos que una batería SLI nueva completamente cargada entregará 25 amperios a 27°C (80°F) y mantendrá un voltaje terminal igual o superior a 1,75 voltios por celda. Esta clasificación representa el tiempo que la batería seguirá haciendo funcionar los accesorios esenciales si falla el alternador o el generador de un vehículo.
  • Resistencia (Ω): La resistencia eléctrica es la oposición al flujo libre de la corriente en un circuito o batería. La resistencia convierte la energía eléctrica en energía térmica, y en este sentido es similar a la fricción mecánica. Cuando se aplica una tensión a un metal en un circuito, se produce un movimiento neto de electrones en la banda de conducción del metal.
  • El movimiento de los electrones se ve obstaculizado por la vibración de los átomos de la red metálica, lo que hace que parte de la energía eléctrica de la corriente eléctrica se pierda en forma de calor, esto es la resistencia. Dado que las vibraciones de la red aumentan al aumentar la temperatura, la resistencia de los metales también se incrementa al aumentar la temperatura. En una batería, la resistencia es en parte metálica debido a los conductores, en parte iónica debido al electrolito y los separadores y en parte inductiva debido probablemente a la creación de un campo magnético por los conductores metálicos de la batería.

¡¡Todavía más términos de la batería!!

  • Batería sellada: La mayoría de las baterías de recombinación están selladas con una válvula de alivio de presión para evitar el escape de gases y facilitar que el oxígeno y el hidrógeno se recombinen para formar agua (ver VRLA). También hay baterías sin mantenimiento y selladas para evitar el acceso interno, pero con respiraderos sin presión para permitir que el gas salga libremente. Se trata de pilas de muy baja pérdida de agua que no son recombinantes, pero que durarán su vida útil garantizada de varios años.
  • Batería secundaria: Batería que puede almacenar y suministrar energía eléctrica y que puede recargarse haciendo pasar por ella una corriente continua en sentido contrario al de la descarga.
  • Separador: Divisor poroso entre las placas positiva y negativa de una célula que permite el paso de la corriente iónica a través de él. Los separadores se fabrican con numerosos materiales como el polietileno, el PVC, el caucho, la fibra de vidrio, la celulosa y una variedad de polímeros para diferentes electroquímicos.
  • Cortocircuito: Una conexión directa de baja resistencia entre la fuente positiva y negativa de una fuente de alimentación eléctrica. En una batería, un cortocircuito puede ser causado externamente entre los dos terminales, internamente un cortocircuito de la celda puede ser el resultado del contacto entre las placas positivas y negativas causado por separadores defectuosos o el puenteo de las placas por material activo suelto o incluso un defecto de fabricación.
  • Gravedad específica (Sp. Gr. o SG): La gravedad específica es una medida de la concentración de electrolito en una batería. Esta medida se basa en la densidad del electrolito comparada con la densidad del agua y se determina normalmente mediante el uso de un flotador o un hidrómetro óptico
  • Batería de arranque, alumbrado y encendido (SLI): Es una batería recargable que suministra energía eléctrica a un automóvil para alimentar el motor de arranque, las luces y el sistema de encendido del motor de un vehículo. Casi siempre una batería de plomo-ácido
  • Estado de carga (o el estado de salud): La cantidad de energía eléctrica entregable de baja tasa almacenada en una batería en un momento dado, expresada como porcentaje de la energía cuando está completamente cargada y medida en las mismas condiciones de descarga. Si la batería está completamente cargada, se dice que el estado de carga es del 100%.
  • Estratificación: La concentración desigual del electrolito debido a los gradientes de densidad desde el fondo hasta la parte superior de una célula. A menudo se encuentra en las baterías de plomo-ácido recargadas desde una descarga profunda a una tensión constante. Es el resultado de la formación de ácido de alta densidad en la superficie de la placa que se hunde inmediatamente en el fondo de la celda debido a la baja densidad del electrolito de la batería descargada. A menos que el electrolito se agite mediante la gasificación ocasional a una tensión de carga más alta, la estratificación puede reducir seriamente la vida de una batería de plomo-ácido al dañar el material activo.
  • Sulfatación: Condición o proceso en las baterías de plomo-ácido causado por dejar la batería en una condición de descarga o bajo estado de carga durante largos períodos. La reacción de descarga produce sulfato de plomo tanto en las placas positivas como en las negativas y, en el caso de algunas baterías de plomo-ácido, especialmente las que tienen rejillas de plomo-calcio, puede provocar la pasivación de las rejillas con una alta resistencia. Esto puede, en casos graves, impedir la recarga normal de la batería, haciéndola prácticamente inútil.
  • Terminales: Los conductores eléctricos externos de la batería a los que se conecta un circuito externo. Normalmente, las baterías tienen terminales superiores (postes) o laterales (frontales). Algunas baterías tienen ambos tipos de terminales (doble terminal).
  • Ventilaciones: Dispositivos que permiten que los gases salgan de la batería mientras se retiene el electrolito dentro de la caja. Los respiraderos antiflama suelen contener discos porosos que reducen la probabilidad de una explosión interna como resultado de una chispa externa. Las rejillas de ventilación están disponibles en diseños fijos y desmontables. En el caso de las baterías VRLA, los respiraderos contienen una válvula de alivio de presión
  • Voltio (V): La unidad del SI de la fuerza electromotriz, la diferencia de potencial que transportaría 1 amperio de corriente contra una resistencia de 1 ohmio.
  • Caída de tensión: La diferencia neta del potencial eléctrico, es decir, la tensión, cuando se mide a través de una resistencia o impedancia. Su relación con la corriente se describe en la ley de Ohm.
  • Voltímetro: Dispositivo electrónico utilizado para medir la tensión, ya sea en formato digital o analógico.
  • VRLA: Esta es una descripción de las baterías de plomo-ácido que tienen válvulas de alivio de presión de un solo sentido que prohíben la entrada de aire en la celda, pero permiten que los gases producidos en la carga salgan si la presión interna de la celda es demasiado alta. La presión, que suele oscilar entre 0,1 y 0,3 psi, es necesaria para garantizar que el oxígeno y el hidrógeno producidos durante la carga puedan recombinarse en agua en la célula. AGM y gel son los dos tipos de baterías VRLA. Estas baterías tienen un electrolito líquido inmovilizado, que se consigue utilizando una estera de vidrio (AGM) o un agente gelificante (GEL).
  • Vatio (W): unidad de potencia del SI, equivalente a un julio por segundo, que corresponde a la tasa de consumo de energía en un circuito eléctrico donde la diferencia de potencial es de un voltio y la corriente de un amperio.
  • vatio = 1 amperio x 1 voltio
  • Vatios-hora (Wh)
    Unidad de medida de la energía eléctrica expresada en vatios x horas. Es la energía que produce una batería, no la capacidad que se mide en amperios-hora.
    1 vatio hora = 1 amperio x 1 voltio x 1 hora

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