{"id":4236,"date":"2021-12-09T06:34:34","date_gmt":"2021-12-09T06:34:34","guid":{"rendered":"https:\/\/manlybattery.com\/?p=4236"},"modified":"2024-05-27T18:26:26","modified_gmt":"2024-05-27T10:26:26","slug":"seis-par%c3%a1metros-importantes-de-las-bater%c3%adas-de-litio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/manlybattery.com\/es\/six-important-parameters-of-lithium-batteries\/","title":{"rendered":"Seis par\u00e1metros importantes de las bater\u00edas de litio"},"content":{"rendered":"

1. Capacidad de la bater\u00eda<\/h2>\n

Generalmente, la capacidad de una bater\u00eda se determina por la cantidad de material activo que contiene, generalmente expresada en miliamperios-hora (mAh o Ah). Por ejemplo, 1000 mAh pueden descargarse en 1 hora con una corriente de 1 A.<\/p>\n

1.1 Comprensi\u00f3n de la capacidad de la bater\u00eda: nominal, real y te\u00f3rica<\/h3>\n

La capacidad de la bater\u00eda se puede clasificar en capacidad real, capacidad te\u00f3rica y capacidad nominal, seg\u00fan diferentes condiciones.<\/p>\n

La capacidad que proporciona una bater\u00eda al descargarse a una velocidad determinada a 25 \u00b0C hasta su tensi\u00f3n terminal se define como la capacidad de la bater\u00eda durante su dise\u00f1o y producci\u00f3n. Esto se denomina capacidad nominal para una velocidad de descarga dada (RH).<\/p>\n

La capacidad de la bater\u00eda se mide generalmente en amperios-hora (AH). Otro m\u00e9todo de medici\u00f3n es en vatios (W\/CELL) por celda (por placa).<\/p>\n

    \n
  1. Para calcular Ah (amperios-hora), se toma la corriente de descarga (corriente constante) I y se multiplica por el tiempo de descarga (en horas) T. Por ejemplo, una bater\u00eda de 7 AH descargada continuamente a 0,35 A puede durar aproximadamente 20 horas.<\/li>\n
  2. El tiempo de carga est\u00e1ndar es de 15 horas y la corriente de carga es 1\/10 de la capacidad de la bater\u00eda. La carga r\u00e1pida puede reducir la vida \u00fatil de la bater\u00eda.<\/li>\n<\/ol>\n

    La capacidad de la bater\u00eda se refiere a la cantidad de carga el\u00e9ctrica almacenada. La unidad de capacidad de la bater\u00eda es el mAh, conocido en chino como miliamperios-hora. Para bater\u00edas de mayor capacidad, como las de plomo-\u00e1cido, generalmente se utiliza el Ah (amperio-hora) por comodidad, donde 1 Ah = 1000 mAh. Si una bater\u00eda tiene una capacidad nominal de 1300 mAh y se descarga con una corriente de 130 mA, puede funcionar durante aproximadamente 10 horas (1300 mAh\/130 mA = 10 h). Si la corriente de descarga es de 1300 mA, el tiempo de funcionamiento se reduce a aproximadamente 1 hora. Estos c\u00e1lculos se basan en condiciones ideales, y el funcionamiento real del dispositivo puede variar seg\u00fan los componentes, como una pantalla LCD o el flash de una c\u00e1mara digital, que pueden causar grandes variaciones de corriente. Por lo tanto, el tiempo de funcionamiento real de un dispositivo alimentado por la bater\u00eda solo puede ser aproximado, generalmente basado en la experiencia real.<\/p>\n

    1.2 Unidad de Capacidad<\/h3>\n

    Normalmente, la capacidad de la bater\u00eda se mide en amperios-hora (Ah) y se determina para una bater\u00eda espec\u00edfica. Por ejemplo, la pregunta podr\u00eda ser: \u00bfCu\u00e1l es la capacidad de la bater\u00eda de este smartphone? \u00bfO cu\u00e1l es la capacidad de la bater\u00eda de este patinete el\u00e9ctrico? Estas preguntas son espec\u00edficas de cada bater\u00eda. Cuando el voltaje de la bater\u00eda ya est\u00e1 definido y no se considera el voltaje en tiempo real, simplemente indicar los amperios-hora puede representar la capacidad de la bater\u00eda.<\/p>\n

    Sin embargo, al trabajar con bater\u00edas de diferentes voltajes, no se puede confiar simplemente en los amperios-hora para indicar la capacidad. Tomemos, por ejemplo, una Bater\u00eda MANLY 12V 20AH<\/a><\/strong> y una bater\u00eda MANLY de 15 V y 20 Ah. Aunque ambas tienen 20 Ah, al alimentar un dispositivo con la misma carga, este funcionar\u00e1 correctamente, pero su duraci\u00f3n variar\u00e1. Por lo tanto, la capacidad est\u00e1ndar debe medirse en t\u00e9rminos de potencia.<\/p>\n

    Para ilustrarlo mejor, considere un dispositivo que admite tanto 12 V como 24 V. Si se alimenta con una bater\u00eda MANLY de 12 V y 20 AH, puede durar una hora. Sin embargo, si se conectan dos bater\u00edas de este tipo en serie, resultando en 24 V y 20 AH, los amperios-hora permanecen invariables, pero el tiempo de funcionamiento se duplica. En este contexto, la capacidad debe considerarse en t\u00e9rminos de la potencia que puede almacenar la bater\u00eda, no solo de los amperios-hora.<\/p>\n

    Potencia (W) = Potencia (P) * Tiempo (T) = Corriente (I) * Voltaje (U) * Tiempo (T).<\/p>\n

    Este enfoque para analizar la capacidad de la bater\u00eda es m\u00e1s significativo. Es necesario ser realista y objetivo; de lo contrario, se podr\u00eda llegar a la afirmaci\u00f3n il\u00f3gica de que la bater\u00eda de un smartphone tiene mayor capacidad que la de un patinete el\u00e9ctrico, lo cual es claramente poco cient\u00edfico.<\/p>\n

    \"Seis<\/p>\n

    2. Tensi\u00f3n nominal<\/h2>\n

    La diferencia de potencial entre los electrodos positivo y negativo de la bater\u00eda se denomina voltaje nominal. Este voltaje se determina por el potencial del electrodo del material de la placa y la concentraci\u00f3n del electrolito interno. El diagrama de descarga de una bater\u00eda de litio es parab\u00f3lico: de 4,3 V a 3,7 V, y de 3,7 V a 3,0 V, ambos valores cambian r\u00e1pidamente. Solo el tiempo de descarga, de aproximadamente 3,7 V, es el m\u00e1s largo, representando casi tres cuartas partes del tiempo, por lo que el voltaje nominal de la bater\u00eda de litio se refiere al voltaje que mantiene el mayor tiempo de descarga.<\/p>\n

      \n
    1. Bater\u00eda de litio ternaria<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

      El voltaje nominal de una celda ternaria de litio es de 3,6 V, con un rango de voltaje operativo de entre 2,5 V y 4,2 V. Para un paquete de bater\u00edas, el voltaje se multiplica por el n\u00famero de celdas en serie. Por ejemplo, para un paquete de bater\u00edas ternarias de litio de la serie 10, el voltaje nominal es de 36 V, y el rango de voltaje operativo oscila entre 25 V y 42 V.<\/p>\n

        \n
      1. Bater\u00eda de fosfato de hierro y litio<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

        El voltaje nominal de una celda de fosfato de hierro y litio es de 3,2 V, con un rango de voltaje operativo de 2,0 V a 3,65 V. De igual forma, para el paquete de bater\u00edas correspondiente, se multiplica por el n\u00famero de celdas en serie. Por ejemplo, un paquete de bater\u00edas de fosfato de hierro y litio de la serie 15 tiene un voltaje nominal de 48 V, con un rango de voltaje operativo de 30 V a 54,75 V.<\/p>\n

        Entonces, \u00bfcu\u00e1les son las implicaciones de un bajo voltaje para las bater\u00edas de litio?<\/p>\n

        Se recomienda almacenar las bater\u00edas de litio a largo plazo con aproximadamente 701 TP3T de carga. Si no se utilizan durante 3 a 6 meses, es recomendable realizar ciclos de carga y descarga completa. Esto mejora la vida \u00fatil de la bater\u00eda.<\/p>\n

        Si se almacena durante largos periodos sin usar y a voltajes muy bajos, los materiales de la bater\u00eda de litio pueden verse afectados negativamente. Su reactividad qu\u00edmica podr\u00eda deteriorarse, lo que a su vez afecta a su vida \u00fatil.<\/p>\n

        Las bater\u00edas de iones de litio funcionan con voltajes de entre 2,5 V y 4,2 V. Cuando el voltaje cae por debajo de 2,5 V, la descarga de la bater\u00eda se interrumpe y, debido al cierre del circuito de descarga, la p\u00e9rdida de corriente del circuito de protecci\u00f3n interno se reduce a su nivel m\u00ednimo. Sin embargo, en aplicaciones reales, debido a las variaciones en los materiales internos, el voltaje de terminaci\u00f3n de la descarga puede oscilar entre 2,5 V y 3,0 V. Cuando el voltaje supera los 4,2 V, el circuito de carga se interrumpe para garantizar la seguridad de la bater\u00eda.<\/p>\n

        3. Tensi\u00f3n de terminaci\u00f3n de carga<\/h2>\n

        Cuando la bater\u00eda recargable est\u00e1 completamente cargada, el material activo de la placa del electrodo alcanza un estado de saturaci\u00f3n, por lo que el voltaje de la bater\u00eda no aumenta mientras se carga. Este voltaje se denomina voltaje de fin de carga. La bater\u00eda ternaria de litio tiene una tensi\u00f3n de 4,2 V y la de fosfato de hierro y litio, de 3,65 V.<\/p>\n

        \"BATER\u00cdA<\/p>\n

        4. Tensi\u00f3n de terminaci\u00f3n de descarga<\/h2>\n

        La tensi\u00f3n de fin de descarga se refiere a la tensi\u00f3n m\u00ednima permitida cuando la bater\u00eda est\u00e1 descargada. La tensi\u00f3n de terminaci\u00f3n de descarga est\u00e1 relacionada con la velocidad de descarga.<\/p>\n

        5. Resistencia interna de la bater\u00eda<\/h2>\n

        La resistencia interna de la bater\u00eda se determina por la resistencia de la placa del electrodo y la resistencia del flujo i\u00f3nico. Durante el proceso de carga y descarga, la resistencia del motor de imagen y de la placa del electrodo permanece invariable, pero la resistencia del flujo i\u00f3nico aumenta o disminuye seg\u00fan la concentraci\u00f3n del electrolito y los iones cargados. Cuando el voltaje OCV de una bater\u00eda de litio disminuye, la impedancia aumenta. Por lo tanto, al cargar a baja potencia (menos de 3 V), se debe realizar primero una precarga (carga de mantenimiento) para evitar que una corriente excesiva genere un calor excesivo en la bater\u00eda.<\/p>\n

        Composici\u00f3n de la resistencia interna de la bater\u00eda de litio<\/strong><\/p>\n

        La resistencia \u00f3hmica se origina principalmente en los materiales de los electrodos, el electrolito, la resistencia del separador, as\u00ed como en la resistencia de contacto de los colectores de corriente y las conexiones de las leng\u00fcetas. Est\u00e1 relacionada con el tama\u00f1o, la estructura y los m\u00e9todos de conexi\u00f3n de la bater\u00eda.<\/p>\n

        La resistencia a la polarizaci\u00f3n, que surge instant\u00e1neamente al aplicar corriente, representa la tendencia acumulada de diversas barreras dentro de la bater\u00eda que impiden que los iones cargados alcancen su destino. Esta resistencia se puede clasificar en polarizaci\u00f3n electroqu\u00edmica y polarizaci\u00f3n por concentraci\u00f3n.<\/p>\n

        Actualmente, la bater\u00eda de litio 18650 m\u00e1s destacada tiene una resistencia interna de aproximadamente 12 miliohmios, mientras que las t\u00edpicas oscilan entre 13 y 15 miliohmios. Dado que la impedancia puede afectar el rendimiento de la bater\u00eda, por lo general, 50 miliohmios se considera normal. Entre 50 y 100 miliohmios, la bater\u00eda sigue funcionando, pero su rendimiento empieza a disminuir. Al superar los 100 miliohmios, es necesario el uso en paralelo, y cualquier valor por encima de 200 miliohmios es pr\u00e1cticamente inutilizable.<\/p>\n

        Impactos de la resistencia interna de la bater\u00eda de litio<\/strong><\/p>\n

        Todos los factores que impiden el movimiento de iones y electrones de litio de un polo a otro dentro de la bater\u00eda de litio contribuyen a su resistencia interna. Idealmente, cuanto menor sea la resistencia interna, mejor. Una resistencia interna m\u00e1s alta conlleva mayores p\u00e9rdidas t\u00e9rmicas, lo que evita descargas con alta corriente. Adem\u00e1s, una resistencia interna alta implica que la bater\u00eda se calienta durante el uso. Las temperaturas elevadas pueden provocar una ca\u00edda de la tensi\u00f3n de descarga y una reducci\u00f3n de su duraci\u00f3n, lo que afecta gravemente su rendimiento y vida \u00fatil. En casos extremos, esto puede incluso suponer un riesgo de combusti\u00f3n espont\u00e1nea.<\/p>\n

        6. Tasa de autodescarga<\/h2>\n

        Se refiere al porcentaje de la capacidad total que se pierde autom\u00e1ticamente cuando la bater\u00eda no se utiliza durante un tiempo. Generalmente, la tasa de autodescarga de las bater\u00edas de iones de litio a temperatura ambiente es de 5% a 8%.<\/p>\n

        6.1 \u00bfC\u00f3mo afecta la tasa de descarga a la capacidad de la bater\u00eda?<\/strong><\/h3>\n

        La tasa de descarga afecta directamente la capacidad efectiva de una bater\u00eda. En concreto, una tasa de descarga m\u00e1s alta puede reducir la capacidad disponible, ya que la bater\u00eda podr\u00eda no mantener su capacidad nominal m\u00e1xima durante descargas r\u00e1pidas. Por lo tanto, al evaluar la capacidad \u00fatil de una bater\u00eda, se debe tener en cuenta la tasa de descarga.<\/p>\n

        6.2 \u00bfCu\u00e1l es la tasa de descarga de las bater\u00edas de las bicicletas el\u00e9ctricas?<\/strong><\/h3>\n

        La tasa de descarga de las bater\u00edas de bicicletas el\u00e9ctricas puede variar seg\u00fan su composici\u00f3n qu\u00edmica y dise\u00f1o. Las bicicletas el\u00e9ctricas suelen utilizar bater\u00edas de iones de litio debido a su alta densidad energ\u00e9tica y rendimiento. Estas bater\u00edas suelen presentar una tasa de descarga de entre 1 \u00b0C y 4 \u00b0C, o incluso superior. Por ejemplo, una bater\u00eda de 1 Ah con una tasa de descarga de 10 \u00b0C puede proporcionar una corriente de descarga continua de 10 amperios, mientras que una tasa de 4 \u00b0C permitir\u00eda una corriente de descarga continua de 40 amperios.<\/p>\n

        6.3 \u00bfQu\u00e9 se considera una alta tasa de descarga para las bater\u00edas de litio?<\/strong><\/h3>\n

        En el caso de las bater\u00edas de litio, una tasa de descarga generalmente considerada "alta" comienza a partir de 1 \u00b0C. Sin embargo, es importante tener en cuenta que lo que se considera una tasa de descarga espec\u00edfica alta puede variar seg\u00fan el dise\u00f1o de la bater\u00eda, su composici\u00f3n qu\u00edmica y su aplicaci\u00f3n prevista.<\/p>\n

        6.4 \u00bfCu\u00e1l es una buena tasa de descarga para las bater\u00edas?<\/strong><\/h3>\n

        La tasa de descarga \u00f3ptima para una bater\u00eda depende de las exigencias espec\u00edficas de su aplicaci\u00f3n. Normalmente, se considera favorable una tasa de descarga que facilite una transferencia de energ\u00eda eficiente sin sobrecargar la bater\u00eda. Se recomienda consultar las especificaciones y directrices del fabricante para determinar la tasa de descarga \u00f3ptima para una bater\u00eda en particular.<\/p>\n

        6.5 \u00bfC\u00f3mo se calcula la tasa C?<\/strong><\/h3>\n

        Tasa C (C) = Corriente de carga o descarga en amperios (A) \/ Capacidad nominal de la bater\u00eda (Ah)<\/p>\n

        Analicemos un ejemplo con una bater\u00eda de litio de 100 Ah:<\/p>\n

        1C representa una corriente de descarga de 100 amperios, lo que significa que la bater\u00eda puede proporcionar una descarga continua de 100 amperios durante una hora. En otras palabras, puede soportar una corriente de carga de 100 amperios durante 60 minutos.<\/p>\n

        Si aumentamos la tasa C a 2C, la corriente de descarga alcanza los 200 amperios. Esto significa que la bater\u00eda ahora puede proporcionar una corriente de descarga de 200 amperios, pero con una duraci\u00f3n reducida. A una tasa de 2C, la bater\u00eda puede mantener una corriente de carga de 200 amperios durante 30 minutos o media hora.<\/p>\n

        Por otro lado, al reducir la tasa C a 0,5 C, se obtiene una corriente de descarga de 50 amperios. A una tasa de 0,5 C, la bater\u00eda puede suministrar una corriente de descarga de 50 amperios, prolongando as\u00ed el periodo de descarga. En estas condiciones, la bater\u00eda puede soportar una corriente de carga de 50 amperios durante 2 horas o 120 minutos.<\/p>\n

        Al evaluar el rendimiento y la capacidad de las bater\u00edas de litio, la tasa C se destaca como un factor crucial ya que determina tanto la corriente de descarga disponible como la duraci\u00f3n de descarga correspondiente.<\/p>\n

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