Fundamentos y Tecnologías de Fabricación de Baterías: Principios de Funcionamiento

Arquitectura y Composición de las Baterías

Se entiende como tecnología de fabricación de una batería tanto su arquitectura de construcción física como los materiales que la forman. Dado que las baterías almacenan energía eléctrica por medio de unos electrodos y un electrolito, normalmente las denominamos según estos componentes. Así, encontramos diversos tipos:

• Plomo-ácido
• Ion-Li (Iones de litio)
• Ni-Cd (Níquel-cadmio)
• NiMH (Níquel-metal hidruro)
• NiZn (Níquel-zinc)

Funcionamiento de las Celdas

Cada batería tiene una unidad básica denominada celda. Normalmente, la tensión que puede suministrar una celda es pequeña, situándose entre 1 y 2 voltios. Para obtener tensiones de 12 o 24 voltios, es necesario conectar seis o doce celdas en serie.

Baterías de Plomo-Ácido

Las baterías de plomo-ácido son las más utilizadas. Su principal desventaja es, quizás, su peso. Sin embargo, el plomo es un metal muy presente en la naturaleza, lo que permite fabricar baterías a un precio competitivo. Estas son las predominantes en el sector de la marina, por lo cual requieren una atención especial.

Variaciones en el Rendimiento

Variando la forma de los electrodos y la textura del electrolito, podemos conseguir baterías con diferentes comportamientos:

• Arranque: Suministran corrientes muy altas en pocos segundos (motores de explosión en buques o coches).
• Servicio: Suministran una corriente más baja durante más tiempo (equipos y uso general en barcos).

Parámetros de Capacidad y la Ley de Peukert

Uno de los parámetros más importantes en una batería es la carga que almacena. Esta capacidad es variable y depende de múltiples factores, tales como:

• Tecnología de fabricación y fabricante.
• Número de ciclos de carga/descarga.
• Régimen de descarga/carga.
• Dependencia de la tensión con la temperatura de funcionamiento.

Peukert propuso un modelo para la descarga de la batería que establece que, en una descarga, la capacidad C, la intensidad de descarga I y el tiempo de descarga T están relacionados por la siguiente fórmula:

C = Iⁿ x T