¿Cuál es la base científica para el ‘efecto memoria’ de una batería? Aprendiendo y Estudiando para siempre

El excelente artículo que Elad Ben-Tzedeff incluyó en su respuesta satisface su pregunta principal sobre la ciencia detrás del efecto memoria de una batería.

Como explica el artículo, el efecto de memoria es una característica de la formación de cristales en baterías de níquel recargables como NiCd (níquel-cadmio) y, en menor medida, NiMH (hidruro de níquel-metal). En los últimos 40 años, las mejoras en la tecnología de baterías recargables redujeron el efecto de memoria en las baterías modernas.

Existe mucha confusión acerca de las diferencias entre el cuidado de las baterías recargables de níquel y litio . Intentaré explicar esas diferencias y responder a las otras tres preguntas al mismo tiempo.

Los productos electrónicos de consumo de hoy en día suelen contener recargables La mayoría de las personas están familiarizadas con las baterías de iones de litio que se encuentran en los teléfonos, tabletas, computadoras portátiles, auriculares y algunas herramientas eléctricas. Estos dispositivos pequeños usan baterías de litio por su peso relativamente bajo y mayor capacidad, pero estas baterías son caras.

Productos más grandes como aparatos inalámbricos (herramientas de jardinería, aspiradoras portátiles, robot de vacío Roomba), vehículos eléctricos (automóviles, gatos de golf, montacargas) y una minoría de sistemas de energía solar utilizan baterías que contienen níquel, aunque muchos fabricantes están cambiando a litio como Los precios bajan. Las baterías pequeñas recargables genéricas (AA, AAA, etc.) también suelen utilizar pilas de NiMH.

Con tantos productos recargables en el mundo, es importante comprender el cuidado adecuado de las baterías en sus dispositivos.

“¿Por qué es bueno dejar que las baterías disipen toda la carga?”

Níquel

Durante el uso normal, las baterías de níquel no necesitan descargas completas. De hecho, agotar completamente la batería cada ciclo puede desgastarse más rápido. Sin embargo, las baterías de níquel usadas regularmente se beneficiarán de una descarga controlada una vez cada dos meses. Esto se llama reacondicionamiento .

Una batería se puede reacondicionar descargando lentamente a un voltaje muy bajo y luego recargando. Repita este proceso 2-4 veces para ayudar a disolver los cristales grandes que se formaron dentro de las células. Es difícil controlar la velocidad de descarga manualmente, por lo que debe considerar el uso de un cargador inteligente que mida el voltaje y la temperatura y que ajuste la velocidad de carga y descarga de manera adecuada. Uso un cargador La Crosse (a continuación) para cargar baterías genéricas AA y AAA. El cargador barato “tonto” que viene con la mayoría de las baterías recargables de nivel de consumidor no puede realizar el reacondicionamiento por sí solo.
Al aire libre

Desafortunadamente, es mucho más difícil reacondicionar las baterías con aplicaciones específicas, como las baterías de automóviles híbridos, sin equipo y conocimiento especializado. Por ejemplo, muchos propietarios de automóviles híbridos han construido “cargadores de red” que se conectan a la batería de su automóvil y les permiten enchufar el vehículo a una toma de corriente doméstica. Algunos de estos cargadores son capaces de reacondicionar cada una de las celdas del paquete de baterías.

Litio

Las descargas profundas repetidas destruirán la mayoría de las baterías de litio. Nunca drene completamente una batería de litio. Hay una excepción: la mayoría de los dispositivos calibran el sensor de la batería cargando de 0 a 100 por ciento.

Si recarga un dispositivo como un teléfono móvil periódicamente durante el día sin descargar la batería por completo, la precisión del sensor de la batería de su dispositivo se degrada lentamente. Esto no es dañino, pero puede parecer que te quedas sin jugo más rápido. Para calibrar el sensor de la batería, simplemente deje que su dispositivo la agote por completo y luego cárguela a su máxima capacidad (100%).

El sensor de la batería necesita calibración porque solo conoce el nivel absoluto de la batería en dos casos: cuando la batería está completamente cargada y cuando está vacía. El resto del tiempo, el sensor adivina el nivel intermedio de la batería calculando la corriente relativa en cada momento. Si nunca descarga la batería por completo, el sensor no puede restablecer la línea de base para la medición y debe confiar en el nivel calculado de la batería, que no es perfectamente exacto, pero solo se usa para proporcionar la capacidad restante estimada o el tiempo de funcionamiento. Los dispositivos pueden durar meses sin calibración, por lo que solo necesita calibrar si observa un rendimiento deficiente de la batería. Desafortunadamente, muchos factores pueden reducir el rendimiento de la batería, pero la calibración es una forma sencilla de reducir las posibles causas de ese problema. Solo descargue una batería de litio por completo si necesita calibrar el sensor de la batería de su dispositivo.

“¿Por qué es bueno no presionar a plena carga si uno carga mientras aún queda algo de carga?”

Está bien recargar las baterías de níquel y litio mientras quede algo de carga. Sin embargo, asegúrese de no sobrecargar ninguno de los tipos y retire la batería o el dispositivo del cargador tan pronto como haya terminado de cargarse. La mayoría de los dispositivos modernos cortarán el cargador cuando la batería esté llena, pero es una buena idea cargar el teléfono antes de dormir, para que no se quede completamente cargado mientras esté enchufado toda la noche.

Además, si planea guardar sus baterías durante mucho tiempo sin usarlas, intente configurar la capacidad en alrededor del 50%. Evite almacenar baterías completamente cargadas o vacías: los cristales se formarán más rápidamente, reduciendo su vida útil.

Y, por supuesto, recuerde reacondicionar sus baterías de níquel de vez en cuando si las recarga antes de descargarlas por completo. Utilice un cargador inteligente como el de la sección anterior para evitar la sobrecarga.

“Otros escenarios (carga semi-llena a un nuevo estado semi-lleno)”

Una carga parcial (por ejemplo, del 20% al 80%) es más saludable para las baterías de níquel y especialmente de litio. El 20% superior tiende a usar más energía para cargar y genera más calor que puede desgastar la batería, y se corre el riesgo de una sobrecarga que reduce considerablemente la capacidad de la batería con el tiempo. Para la vida útil más larga de la batería, la mayoría de sus ciclos de carga deben comenzar desde al menos el 10%. Las baterías de litio se cargan mejor a un máximo del 90%, pero realizan una carga completa con ambos tipos de vez en cuando para ayudar a borrar cualquier rastro de memoria y cristalización anormal. El rango óptimo depende de su tipo de batería y para qué se utiliza esa batería.

La alta temperatura afecta dramáticamente la vida útil de la batería. Nunca cargue una batería caliente. Por ejemplo, si está utilizando una herramienta eléctrica y la batería se agota, espere a que la batería se enfríe antes de colocarla en el cargador. Las fundas del teléfono también pueden crear problemas de temperatura al aislar el calor del teléfono mientras se carga la batería. Como medida de precaución, evite cargar baterías o dispositivos bajo la luz solar directa y guárdelas en un lugar fresco (¡no se congele!).

Finalmente, considere la tasa de carga, que está determinada por el amperaje (corriente) del cargador. Los amperios más altos producen una carga más rápida, pero también una temperatura más alta que lleva la batería. Por ejemplo, un cargador USB de 2 amperios recargará un teléfono más rápido que un cargador de 1 amp, pero puede reducir la vida útil de la batería.

Resumen

Estas pautas de cuidado de la batería deben ayudar a prolongar la vida útil de sus baterías recargables y los dispositivos que ejecutan. Desafortunadamente, el cuidado óptimo de una batería puede ser un compromiso entre la vida útil de la batería y la comodidad, por lo que debe decidir cuál es más importante en cada caso. Puede que no sea factible, por ejemplo, limitar la carga entre un 10 y un 90 por ciento cada vez porque pierde el 20% del tiempo de ejecución de su dispositivo.

Desafortunadamente, a pesar de sus esfuerzos, todas las baterías recargables envejecen. Puede utilizar estas estrategias para prolongar su vida útil, pero finalmente tendrá que reemplazar las baterías. Asegúrese de reciclar las baterías usadas:

Call2Recycle

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