La tecnología de las baterías incluye:
Resumen de la tecnología de las baterías Definiciones de las baterías &Términos NiCad NiMH Li-ion Plomo-ácido
La batería de níquel-cadmio incluye: Carga de NiCad Efecto memoria de NiCad
La carga o recarga de cualquier batería recargable requiere cuidado. Las pilas y baterías recargables deben cargarse de forma correcta, ya que de lo contrario pueden resultar dañadas.
Si las pilas de NiCd se recargan correctamente, durarán mucho más tiempo, aceptando y reteniendo un nivel completo de carga.
La carga incorrecta de las pilas de NiCd puede acortar su vida útil o, en algunos casos en los que la carga es especialmente inadecuada, puede provocar un incendio o incluso una explosión.
Afortunadamente, las técnicas de carga de níquel-cadmio, NiCd, son relativamente sencillas y existen en el mercado muchos cargadores adecuados para estas baterías y pilas.
Carga de baterías de NiCd
Los fabricantes de baterías de NiCd no formatean completamente sus baterías antes del envío para que no se degraden tanto en el almacenamiento. Como resultado, es mejor dar a las nuevas baterías una carga lenta antes de usarlas. Esto suele llevar entre 15 y 24 horas. Esto garantizará que cada celda tenga el mismo nivel de carga, ya que se han autodescargado a diferentes velocidades durante el transporte.
Además, se ha comprobado que el rendimiento de las celdas nuevas sólo alcanza el nivel óptimo después de varios ciclos de carga y descarga. Normalmente, las células deberían alcanzar su nivel de rendimiento especificado después de cinco a diez ciclos de carga y descarga.
Más allá de esto, la capacidad máxima puede alcanzarse después de unos 100 o más ciclos de carga y descarga, tras los cuales el rendimiento empezará a disminuir.
Esto supone que las baterías de NiCd se cargan y descargan de la manera requerida y que no están sometidas a abusos.
Básicos de la carga de NiCd
A diferencia de las células de plomo-ácido, las de NiCd se cargan utilizando una fuente de corriente constante. Su resistencia interna es tal que si se utilizara un voltaje constante, se obtendrían corrientes excesivamente grandes que dañarían las celdas.
Normalmente las celdas se cargan a una tasa de alrededor de C/10. En otras palabras, si su capacidad es de 1 amperio/hora, se cargarán a un ritmo de 100mA. El tiempo de carga suele ser superior a diez horas porque no toda la energía que entra en la célula se convierte en energía eléctrica almacenada.
Se ha comprobado que durante la primera etapa de la carga, hasta aproximadamente el 70% de la carga completa, el proceso de carga es casi 100% eficiente. A partir de ahí, disminuye.
Carga rápida de NiCd
A veces, los equipos que utilizan células de níquel-cadmio requieren el uso de técnicas de carga rápida.
Típicamente, la carga se lleva a cabo a ritmos de alrededor de C. Sin embargo, es necesario asegurarse de que la carga de NiCd se opera correctamente y la carga se termina inmediatamente cuando se completa la carga.
Como la eficiencia de carga es casi del 100% hasta aproximadamente el 70% de la carga completa, la carga a toda velocidad se mantiene hasta este punto, a partir del cual la tasa de carga se reduce a medida que aumenta la temperatura, ya que la eficiencia de carga se reduce.
Se ha descubierto que una carga rápida para las células de NiCd también mejora la eficiencia de carga. A una velocidad de carga de 1C, la eficiencia de carga global de una NiCd estándar es de aproximadamente el 90%, y el tiempo de carga es de poco más de una hora.
Detección del final de la carga para NiCds
Independientemente de que se utilice una carga lenta o rápida, es necesario asegurarse de que las células de NiCd no se sobrecarguen. Por lo tanto, es necesario poder detectar el final de la carga. Hay varios métodos para conseguirlo.
- Cargador básico: Algunos de los cargadores de NiCd más básicos que se pueden comprar simplemente aplican una carga de alrededor de C/10. No incluyen un temporizador y suponen que el usuario retirará la carga cuando la célula esté cargada. Este modo no es en absoluto satisfactorio, ya que las pilas se sobrecargarán si el usuario se olvida y sufrirán daños por ello. Además, no hay forma de conocer el estado de carga exacto antes de que comience la carga.
- Tiempo transcurrido/temporizador: Algunos de los cargadores más básicos asumen que las celdas necesitarán una carga completa y, conociendo su capacidad, se les puede dar una carga durante un tiempo determinado. Este es un método simple y sencillo para cargar pilas y baterías de NiCd. Uno de los principales inconvenientes de esta forma de terminación de la carga es que supone que las baterías están totalmente descargadas antes de ser recargadas. Para asegurarse de que las baterías están adecuadamente descargadas, el cargador puede colocar el elemento a través de un ciclo de descarga.
Este no es un método particularmente preciso para recargar baterías y pilas porque la cantidad de carga que pueden mantener cambia a lo largo de su vida útil. Sin embargo, es mejor que ninguna forma de terminación de la carga. - Firma de tensión: Firma de tensión Los cargadores de NiCd utilizan la firma de tensión de la célula de níquel-cadmio para determinar en qué punto se encuentra dentro de su ciclo de carga.
Se ha comprobado que cuando una batería de NiCd está totalmente cargada, se produce una pequeña caída de la tensión en los terminales. Los cargadores basados en microprocesadores son capaces de monitorizar la tensión y detectar el punto de carga completa, momento en el que finalizarán el proceso de carga.
Esta forma de finalización de la carga de NiCd suele denominarse tensión delta negativa, NDV. Proporciona el mejor rendimiento con la carga rápida porque el punto de tensión delta negativa es más evidente cuando se utiliza con la carga rápida. - Aumento de la temperatura: La técnica utilizada para detectar cuándo debe terminar la carga rápida es la de la detección de la temperatura. El problema con esto es que es inexacto porque el núcleo de la célula estará a una temperatura mucho más alta que la periferia. Para tasas de carga normales, la tasa de aumento de temperatura puede ser insuficiente para detectar con precisión.
Típicamente se utiliza una temperatura de 50°C como temperatura de corte. Aunque un periodo corto por encima de la temperatura de 45°C puede ser aceptable si la temperatura es capaz de descender rápidamente, cualquier periodo prolongado a esta temperatura o por encima de ella hace que la célula se deteriore.
Para los cargadores rápidos se han puesto a disposición cargadores más completos que utilizan técnicas más avanzadas. Basados en la tecnología de microprocesadores, son capaces de detectar la tasa de cambio de temperatura. Normalmente, la finalización de la carga se produce cuando se alcanza una tasa de aumento de la temperatura de 1°C por minuto o se alcanza una temperatura final predeterminada (a menudo entre 50°C y 60°C).
La detección de la tasa de aumento de la temperatura es importante porque determina cuándo la célula está totalmente cargada y la energía que entra en la célula no se está convirtiendo en energía almacenada al perderse en forma de calor.
Uno de los inconvenientes de este método, es que las celdas de NiCd o las baterías reinsertadas en un cargador con detección de temperatura, que probablemente sea un cargador rápido pueden aplicar una sobrecarga perjudicial si la batería se reinserta sin estar completamente descargada como en el caso de que alguien quiera asegurarse de que la batería ha sido cargada.
Carga de goteo de NiCd
A menudo es necesario mantener las células y baterías de NiCd a plena carga y superar cualquier autodescarga de la célula a lo largo del tiempo que haría que no fueran inmediatamente utilizables.
Una vez cargadas completamente, es posible mantener el NiCd en su estado de carga completa aplicando una carga de goteo. Esta carga de mantenimiento puede lograrse de forma segura aplicando una pequeña corriente a la celda o celdas a un nivel entre 0,05 C y 0,1 C aproximadamente. Esto debe lograrse utilizando una fuente de corriente, ya que el voltaje real de las celdas puede variar en función de la temperatura.
A menudo puede aplicarse una carga de mantenimiento mucho mayor a una celda o celdas y esto puede provocar un sobrecalentamiento y algunos daños.
Aunque a menudo es necesario mantener las celdas o las baterías en carga de mantenimiento para garantizar que estén listas para el funcionamiento, si la vida de la batería es una consideración, no es ideal dejar las celdas de NiCd en carga de mantenimiento durante más de unos días. Es mucho mejor sacarlas y recargarlas antes de usarlas.
Si las pilas de NiCd y níquel-cadmio se cargan con cuidado, funcionarán bien durante mucho tiempo. Se sabe que algunas pilas de NiCd han estado en uso durante muchos años. Aunque la capacidad está destinada a caer con el uso, pueden permanecer operativas durante mucho tiempo proporcionando un buen servicio.
Más componentes electrónicos:
Resistores Condensadores Inductores Cristales de cuarzo Diodos Transistor Fototransistor FET Tipos de memoria Tiristor Conectores Conectores RF Válvulas / Tubos Baterías Interruptores Relés
Volver al menú de componentes . . .