Este documento describe los diferentes tipos de baterías, incluyendo plomo, níquel-cadmio, níquel-metal hidruro, níquel-zinc, zebra, litio-ión y litio-polímero. También explica cómo funcionan las baterías, los tipos según su aplicación y método de fabricación, y los pasos para el manejo, almacenamiento y mantenimiento adecuados de las baterías.

1. “BATERIA”
POR: VILLEGAS
V
ARGAS, SAMIR

2. COMPONENTES:

3. FUNCIONAMIENTO:

4. TIPOS DE BATERIAS:
Los diferentes tipos de baterías:
-
Plomo
Níquel Cadmio
Níquel Metal Hidruro
Níquel Zinc
Zebra (cloruro de sodio)
Litio Ion
Litio Polímero

5. TIPOS DE BATERIAS:
PLOMO
Existen distintos tipos de baterías de plomo:
-Plomo-Acido: utilizadas sobre todo en
automóviles convencionales como baterías
arranque.
los
de
-Plomo-Gel: Sin necesidad de mantenimiento, se
utilizan mucho en los vehículos eléctricos.
-Plomo-Silicona: Comienzan a hacer su aparición en
el mercado, ofrecen más resistencia que las baterías
tradicionales.

7. TIPOS DE BATERIAS:
NIQUEL-CADMIO
Se usaron en los vehículos de Peugeot.
Sin embargo la comercialización de estas baterías se
prohibió a partir de febrero de 2008 (Real Decreto
106/2008 sobre pilas y acumuladores y la gestión
ambiental de sus residuos) a causa de la nocividad del
cadmio para el medio ambiente.

8. TIPOS DE BATERIAS:
NIQUEL-METAL HIDRURO
Se comercializaron a partir de 1990. Con una duración
de aproximadamente 500 ciclos, estas baterías se
usan mucho en las bicicletas eléctricas de alta
gama.
También se usan en distintos vehículos
híbridos.

9. TIPOS DE BATERIAS:
NIQUEL-ZINC
Sus características no contaminantes hacen de la
batería Nickel-Zinc un potencial competidor de las
clásicas baterías de plomo e incluso las de Nickel
Cadmio.
Son dos veces más caras que las baterías de plomo
pero también ofrece una densidad energética doble
comparada a la batería de plomo (80 Wh/kg para NiZN, 30 Wh/kg para el plomo).

10. TIPOS DE BATERIAS:
CLORURO DE SODIO
Su temperatura interna de funcionamiento va desde
los 270ºC hasta 350°C haciendo de esta batería una
batería caliente. Pero no tiene efecto memora y ofrece
una capacidad energética de 120 Wh/kg.
Se compone de materiales "renovables", sal
(NaCl), nickel (cuando la batería esta descargada) y
hierro mantenidos al vacío en un contenedor sellado.
Tiene la gran ventaja de ser 100 % reciclable.

11. TIPOS DE BATERIAS:
LITIO-ION
Su utilización se extendió con el uso de los ordenadores
portátiles y los móviles. Ahora esta tecnología se está
empezando a usar en los vehículos eléctricos.
Su descarga es muy limitada en el tiempo y no tiene
efecto memoria. Ofrece una densidad energética
importante, del orden de 110 a 160 Wh/kg pero su
precio es aún muy alto.

13. TIPOS DE BATERIAS:
LITIO-POLIMERO
Utilizadas en numerosos prototipos, ésta tecnología
se instalará en los vehículos del mañana.
Su densidad energética es del orden de 100-110
Wh/kg y su durabilidad puede superar con facilidad los
1000 ciclos.

16. CLASIFICACION DE BATERIAS:
SEGÚN SU APLICACIÓN LAS BATERÍAS DE PLOMO ÁCIDO SE CLASIFICAN EN:
•Baterías de arranque o SLI: Las baterías de arranque están diseñadas para
suministrar gran intensidad de corriente en pocos segundos y resistir
profundidades de descarga6 no mayores del 10-20%.
•Baterías de tracción: Las baterías de tracción están diseñadas para suministrar
cantidades relativamente bajas de corriente por largos períodos de
tiempo, soportando un elevado número de ciclos profundos de carga y
descarga.
•Baterías estacionarias o de reserva: Las baterías estacionarias están
constantemente siendo cargadas (carga de flotación) para compensar la pérdida
de capacidad debido a la autodescarga, y están construidas para resistir
descargas profundas esporádicas.

17. CLASIFICACION DE BATERIAS:
SEGÚN LA TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN EMPLEADA, SE DISTINGUEN:
Batería abierta o ventilada:
Las baterías abiertas son las más convencionales y se caracterizan por tener
orificios de acceso a su interior con tapones removibles, los cuales permiten la
verificación del nivel y gravedad específica del electrolito, la eventual reposición
del agua perdida, y que los gases producidos en su interior pueden escapar a la
atmósfera. Las baterías abiertas de plomo calcio son clasificadas como “libre
mantenimiento”8 y las de plomo selenio como “bajo mantenimiento”.

18. CLASIFICACION DE BATERIAS:
SEGÚN LA TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN EMPLEADA, SE DISTINGUEN:
Batería sellada o regulada por válvula (VRLA9):
Según el estado en que se encuentre el electrolito, las baterías selladas se
clasifican en: baterías de gel y baterías de electrolito absorbido (o AGM12).
Las baterías de recombinación (de gel o AGM) son aquellas donde, mediante un
proceso electroquímico, el oxígeno y el hidrógeno producidos internamente
vuelven a combinarse formando agua para reincorporase de nuevo a su celda;
la recombinación tiene típicamente una eficiencia del 99%, luego casi no hay
pérdida de agua. Las baterías selladas se pueden considerar inderramables si son
capaces de resistir los ensayos de vibración y presión sin pérdida de líquido.

19. MANEJO DE BATERIAS EN SERVICIO:
Vida útil
La vida útil de una batería en servicio corresponde al período de tiempo o al número de
ciclos de carga/descarga que la batería puede soportar hasta que su capacidad sea
insuficiente para cubrir las necesidades para las que fue diseñada.
Se considera que una batería llega al fin de su vida útil cuando no puede entregar el
80% de su capacidad nominal19.
La vida de una batería varía considerablemente en función de factores tales como la
composición de las placas; modo de empleo de la misma y profundidad de las
descargas, y mantenimiento. Una batería de automóvil puede durar hasta seis años, no
obstante, en la práctica sólo el 30% del total llega a ese límite; el 70% restante debe
ser reemplazado luego de 6 a 48 meses de uso.

20. MANEJO DE BATERIAS EN SERVICIO:
Almacenamiento
Las baterías deben almacenarse en posición vertical, en un lugar ventilado, seco y libre
de polvo, lejos de fuentes de calor tales como estufas, hornos o radiadores.
La temperatura es el factor que más influye en el proceso de autodescarga de una
batería.
Las baterías se deben cargar completamente antes de almacenarlas para prevenir la
sulfatación debido a la autodescarga y extender su vida útil. Las baterías cargadas
secas pueden mantener su carga hasta dos años y sólo deben activarse cuando estén
listas para ser puestas en servicio. Por otro lado, el tiempo de almacenaje que permite
una batería de libre mantenimiento será mayor que el de las baterías de bajo
mantenimiento.

21. FUNCIONAMIENTO:
Cuando una batería está completamente cargada, si continúa recibiendo una corriente
de intensidad elevada, se producirá un exceso de gases que escapará del electrolito
produciendo un intenso burbujeo o gasificación. El fenómeno es perjudicial no sólo
porque se producirá una fuerte corrosión en las rejillas positivas sino también porque la
pérdida de agua hará que el nivel de electrolito descienda dejando parte de las placas
sin recubrir, con el consiguiente riesgo de cortocircuito debido al resecamiento y
desprendimiento de la materia activa. Por último, la gasificación excesiva arrastrará
parte del electrolito, el que será expulsado a través de los tapones de respiración.
Si bien el proceso de carga de una batería deberá minimizar la gasificación, ésta si tiene
un efecto positivo y es que evita la estratificación que se produce debido a los continuos
ciclos de carga y descarga y que deriva finalmente en que el ácido tiende a concentrarse
en el fondo de la batería, disminuyendo su capacidad.

22. FUNCIONAMIENTO:
Nunca se deberá cargar una batería abierta sin antes comprobar que las placas estén
cubiertas totalmente con electrolito; siempre se deben verificar los niveles de líquido, antes y
después de cargar. Por otro lado, sobrellenar con agua puede causar que el electrolito se
diluya.
El proceso de descarga también tiene un límite pasado el cual la batería se deteriorará de
forma importante. Si la condición de descarga profunda dura mucho tiempo, la batería podría
dañarse irreversiblemente debido a la formación de cristales duros de mayor tamaño de
sulfato de plomo que ya no pueden descomponerse en plomo o dióxido de plomo. Este efecto
es lo que se conoce como sulfatación de la batería. El 80-85% de las fallas en las baterías de
plomo ácido convencionales están relacionadas con este fenómeno.

23. MANTENIMIENTO:
Las rutinas de mantenimiento para las baterías varían ampliamente dependiendo del tipo
de batería y su uso. Una batería estacionaria de una subestación de transformación no
requerirá mantenimiento por varios meses; por el contrario una batería de tracción de una
grúa horquilla para una establecimiento industrial deberá tener un mantenimiento
frecuente.
Para tener las baterías a su máxima capacidad durante toda su vida útil, éstas requieren
de un mantenimiento continuo que comprende mediciones de voltaje, densidad y
temperatura, y pruebas de descarga, realizadas según las frecuencias recomendadas por
proveedores o fabricantes.

24. MANTENIMIENTO:
Cuando se realicen tales verificaciones se deberá además:
• Comprobar que no hay daños en la caja o fugas de electrolito. Las baterías deberán
mantenerse limpias y secas. Si hay electrolito, se deberá limpiar con una solución de
bicarbonato de sodio.
• Limpiar y mantener ajustadas las conexiones de los cables. Los terminales deberán
mantenerse libre de corrosión. De existir, los terminales se podrán limpiar con la
solución de bicarbonato de sodio seguido por agua limpia y luego por un trapo seco.
• De resultar necesario, y si corresponde (las baterías VRLA no necesitan la
reposición de agua), se deberá ajustar el nivel del electrolito utilizando agua
desmineralizada o destilada (el agua potable tiene impurezas que contribuyen al
envejecimiento de la batería). Bajo condiciones difíciles, alta temperatura ambiente
por ejemplo, el nivel del electrolito deberá comprobarse con tanta frecuencia como
resulte necesario.