representación de la celda eléctrica de una pila recargable con sus electrodos

¿Qué son las celdas recargables de una batería eléctrica?

Como celdas en una prisión, las pilas que conforman el interior de la batería eléctrica están dispuestas en paralelo, unas veces. Otras veces, aparecen apiladas. En todo caso, conectadas eléctricamente en serie. De pilas eléctricas y celdas recargables te hablo en este artículo.

Origen de la palabra batería

Olvidemos por un momento la electricidad. ¿Qué significa la palabra batería en la expresión aparcar en batería? ¿De dónde proviene esta voz?

Aparcamiento en batería

La palabra batería proviene del francés, batterie 'batería' ya aparece en escritos hacia el año 1200. Dicho término deriva de battre, que significa 'batir, mezclar, golpear'. De ahí también, batiburrillo.

El lenguaje evoluciona y el sentido de 'golpear' de batería (manifiesto en el instrumento musical de percusión) se extiende a 'pila o conjunto de objetos'. Así se llega a la batería de cocina. Y, como bien sabemos, aparcar en batería no es otra cosa que estacionar el coche en paralelo.

Las celdas recargables aparcan en batería

Pues bien, sea la del vehículo o la de un taladro eléctrico, toda batería contiene en su interior, justamente, una pila de pilas. Apiladas o en paralelo, pero en todo caso conectadas en serie, se encuentran las celdas recargables. Que, inmersas en un medio ácido, son las que generan la corriente eléctrica.

Batería de automóvil de celdas recargables de plomo-ácido Batería de automóvil de 12 V con 6 de celdas recargables de plomo-ácido dispuestas en paralelo

La pila es un tipo de celda electroquímica: así se llama al artilugio capaz de convertir energía química en electricidad. ¡Ojo, esto es importante! Un acumulador eléctrico no almacena energía en forma de electricidad. Más bien, la pila es un almacén de energía química que al liberarse por reacciones químicas genera una corriente eléctrica.

La celda recargable es un tipo de pila química en la que el proceso descrito se puede invertir. Esto es, al suministrar una corriente eléctrica la pila recupera el estado inicial. De esta manera, queda de nuevo cargada. De ahí su nombre: pila o celda recargable.

Una pila estándar genera una corriente de 1.5 voltios (V); la recargable, por su parte, tiene una tensión eléctrica de 1.2 V. Así, aparcando en batería diez celdas recargables se obtiene un acumulador eléctrico para un taladro con motor de 12 V.

Ciclo de recarga

No son recargables las pilas salinas de zinc-carbono, desarrolladas a partir de la celda primaria de Georges Leclanché de 1866. Tampoco lo son las pilas alcalinas de zinc y dióxido de manganeso.

El voltaje inicial de las pilas alcalinas y salinas es de 1.5 voltios. Dicho voltaje se reduce poco a poco hasta que, en torno a los 0.9 V, la pila llega deja de ser útil. Al contrario que en las anteriores, la carga de las celdas recargables se puede recuperar. He aquí un recargador y unas pilas recargables:

cargador y pilas recargables Cargador de baterías recargables en proceso de carga. Pilas tipo AA de NiMH de 1.2 voltios y 2300 mAh

¿Cuántos ciclos de recarga soporta una batería? Todo depende del tipo de celda recargable que contenga en su interior.

Tipos de celdas recargables

Existen varios tipos de celdas recargables:

  • Plomo-ácido: una celda de plomo y ácido suministra una tensión de 2 V y soporta una gran intensidad de corriente. Por ello, es comúnmente usada por la batería de arranque de buena parte de los vehículos. Las celdas se disponen en paralelo para aumentar el voltaje. Seis celdas constituyen la batería común del automóvil (6 × 2 V = 12 V).
  • NiCd o níquel-cadmio: antaño fueron muy usadas en entornos domésticos e industriales. Hoy se prefieren las baterías NiMH, pues el cadmio es muy contaminante. Soportan entre 1000 y 2000 ciclos de carga. Además, las celdas NiCd padecen de efecto memoria (del que te hablaré más adelante).
  • NiMH o níquel-metalhidruro: en esta celda el cadmio se sustituye por una aleación de hidruro metálico. La autodescarga de las celdas NiMH (30 por ciento mensual) es superior a las de NiCd (20 por ciento mensual). Esto impide almacenarlas por largos periodos de tiempo, si bien en 2005 surgió la variante LSD (low self-discharge), de baja autodescarga.
  • Li-Ion: las celdas recargables de iones de litio tienen una alta densidad de energía. Esto es, acumulan mucha energía en poco espacio. Además sufren poco efecto memoria y soportan hasta 1200 ciclos de recarga. Por estas razones se usan a menudo en herramientas eléctricas sin cable. También las encontramos en teléfonos móviles, baterías de ordenadores, etcétera.

Celdas recargables de una batería de litio Ilustración: conexión de las celdas recargables de una batería de litio

Efecto memoria de las celdas recargables de níquel-cadmio

Para cerrar este artículo, veamos una desventaja de las celdas recargables de NiCd: el llamado efecto memoria. Este fenómeno aparece al recargar y descargar la bateria repetidas veces (cientos) en los mismos niveles de carga. El principal síntoma del efecto memoria es que la batería parece recordar el punto de inversión del ciclo de descarga. Es decir, el estado de carga que tenía en el momento de conectarla al cargador.

En dicho punto, la pila sufre una caída repentina de voltaje a pesar de que todavía no se ha descargado por completo. Para paliar el efecto, la electrónica de algunos aparatos se diseñó para poder operar con voltaje reducido durante el tiempo suficiente para que la batería se recupere de sus problemas de memoria.

Otros dispositivos, sin embargo, no son capaces de funcionar con voltaje reducido. Será imposible entonces extraer de la batería la energía restante. En la prática, y en resumidas cuentas, dicha batería se comportará como una pila gastada.

Deja un comentario