Batería recargable para niños
Una pila o batería recargable es un dispositivo que puede almacenar energía eléctrica y liberarla varias veces. Imagina que es como un "tanque" de energía que puedes llenar y vaciar muchas veces, a diferencia de las pilas comunes que solo se usan una vez y luego se tiran.
Estas baterías están hechas de una o más "celdas" electroquímicas. Una celda es la unidad básica que produce electricidad. Cuando tienes varias celdas juntas, se le llama batería.
Contenido
- ¿De dónde vienen los nombres "pila" y "batería"?
- ¿Cómo funcionan las baterías recargables?
- Usos y aplicaciones de las baterías recargables
- Carga y descarga de las baterías
- Componentes principales de una batería recargable
- Tipos comunes de baterías recargables
- Investigaciones recientes en baterías
- Alternativas a las baterías
- Galería de imágenes
- Véase también
¿De dónde vienen los nombres "pila" y "batería"?
Los nombres "pila" y "batería" vienen de los primeros experimentos con la electricidad. Cuando los científicos querían más energía, juntaban varias celdas. Si las ponían una encima de otra, parecían una "pila" de objetos. Si las ponían una al lado de la otra, formaban una "batería".
Hoy en día, a veces usamos "pila" para las que no se recargan y "batería" para las que sí. Pero en realidad, la diferencia principal es que las baterías suelen tener dos o más celdas, mientras que las pilas suelen tener solo una.
¿Cómo funcionan las baterías recargables?
Las baterías recargables funcionan gracias a reacciones químicas especiales que pueden ir en dos direcciones:
- Cuando la usas: Los materiales dentro de la batería reaccionan y producen electricidad. Es como si la batería se "vacía" de energía.
- Cuando la cargas: Necesitas una corriente eléctrica externa para que las reacciones químicas se inviertan. Esto hace que los materiales de la batería se "regeneren" y la batería se "llene" de energía de nuevo.
Existen diferentes tipos de baterías recargables, cada una con distintos materiales químicos. Algunas de las más comunes son las de plomo-ácido, níquel-cadmio (NiCd), níquel-metal hidruro (NiMH) y las de iones de litio (Li-ion).
Usar baterías recargables tiene muchos beneficios. Aunque al principio cuestan un poco más, puedes cargarlas cientos o miles de veces. Esto ayuda a ahorrar dinero a largo plazo y también es mejor para el medio ambiente, ya que se tiran menos residuos tóxicos. Por ejemplo, algunas baterías NiMH pueden cargarse y descargarse entre 100 y 1000 veces.
Usos y aplicaciones de las baterías recargables
Las baterías recargables se usan en muchísimos aparatos de nuestra vida diaria. Aquí te mostramos algunos ejemplos:
- Automóviles: Para encender el motor.
- Dispositivos portátiles: Como teléfonos, tabletas, cámaras y computadoras portátiles.
- Vehículos ligeros: Sillas de ruedas eléctricas, carritos de golf, bicicletas eléctricas.
- Herramientas: Taladros inalámbricos y otras herramientas eléctricas.
- Sistemas de energía de respaldo: Para que los aparatos sigan funcionando si se va la luz.
- Vehículos eléctricos: Coches y autobuses que funcionan solo con electricidad.
A diferencia de las pilas que no se recargan, la mayoría de las baterías recargables necesitan cargarse antes de usarse por primera vez. Sin embargo, las baterías más nuevas, llamadas de "baja autodescarga", ya vienen con una carga de fábrica (alrededor del 70%), así que puedes usarlas de inmediato y cargarlas por completo después.
También se usan baterías recargables grandes para almacenar energía en la red eléctrica. Por ejemplo, pueden guardar la energía que se produce con paneles solares durante el día para usarla por la noche, o almacenar energía cuando hay poca demanda para usarla cuando hay mucha. Esto ayuda a que la electricidad sea más eficiente y a usar más energías limpias.
Se calcula que la demanda de baterías recargables está creciendo mucho más rápido que la de las pilas de un solo uso.
Baterías externas (Power Banks)
Las baterías externas, también conocidas como Power Banks, son muy útiles para cargar tus tabletas, teléfonos y computadoras portátiles cuando no tienes un enchufe cerca. Funcionan como una fuente de energía portátil que te permite seguir usando tus dispositivos.
Para un teléfono moderno, se recomienda una batería externa de al menos 3000 mAh (miliamperios-hora). Ten en cuenta que una batería externa no transfiere el 100% de su energía, ya que se pierde un poco en el proceso de carga.
Algunas baterías externas tienen pequeños paneles solares, lo que las hace ideales para usar al aire libre, y otras permiten insertar pilas recargables para aumentar su capacidad.
Carga y descarga de las baterías
Cuando cargas una batería, la energía eléctrica hace que los materiales dentro de ella cambien. En un lado, los materiales "liberan" electrones, y en el otro, los materiales "captan" esos electrones. Este movimiento de electrones es lo que almacena la energía.
La mayoría de los cargadores de baterías se conectan a la corriente eléctrica de tu casa. Algunos cargadores pueden tardar varias horas en cargar una batería, pero hay cargadores rápidos que pueden hacerlo en 15 minutos o una hora. Sin embargo, cargar las baterías muy rápido puede dañarlas a largo plazo.
Es importante usar el cargador correcto y conectar la batería de forma adecuada. Si una batería recargable se descarga por completo y luego se intenta cargar al revés (con la polaridad invertida), puede dañarse. Esto puede pasar si se inserta mal en el cargador o si se conectan los cables al revés.
También, si tienes varias celdas conectadas en serie y una se descarga por completo antes que las otras, las celdas cargadas pueden forzar una corriente inversa en la celda descargada. Esto se llama "inversión de celda" y puede acortar mucho la vida útil de la batería. En casos extremos, la celda dañada podría incluso calentarse mucho o emitir humo.
Profundidad de descarga
La "profundidad de descarga" se refiere a cuánto se descarga una batería en cada uso. Se mide como un porcentaje de su capacidad total. Por ejemplo, si descargas una batería al 50%, significa que usaste la mitad de su energía.
En general, cuanto menos se descargue una batería en cada ciclo (es decir, cuanto menor sea la profundidad de descarga), más ciclos de carga y descarga podrá soportar y más tiempo durará.
Componentes principales de una batería recargable
Los componentes más importantes de una celda recargable son los materiales químicos de sus dos electrodos (uno positivo y otro negativo) y el electrolito. El electrolito es un líquido o gel que ayuda a que los iones (partículas con carga eléctrica) se muevan entre los electrodos, permitiendo que la electricidad fluya.
La diferencia de energía entre el electrodo positivo y el negativo es lo que determina el voltaje de la batería.
Tipos comunes de baterías recargables
Aquí te presentamos algunos de los tipos de baterías recargables más usados:
- Batería de níquel-cadmio (NiCd)
Inventada en 1899, estas baterías usan níquel y cadmio. Sin embargo, el cadmio es un material tóxico, por lo que su uso ha disminuido mucho y han sido reemplazadas por otros tipos de baterías.
- Batería de níquel e hidruro metálico (NiMH)
Desarrolladas alrededor de 1980, estas baterías son una mejora de las NiCd. En lugar de cadmio, usan una aleación que puede absorber hidrógeno en el electrodo negativo, lo que las hace menos dañinas para el medio ambiente.
- Batería de iones litio (Li-ion)
Son las baterías más populares hoy en día para la electrónica de consumo, como teléfonos y computadoras. Tienen una excelente relación entre la energía que almacenan y su peso, y pierden muy poca carga cuando no se usan. Su tecnología sigue mejorando constantemente.
- Batería Zebra (NaNiCl)
Estas baterías prometen mucho por su alta capacidad de energía. Sin embargo, necesitan funcionar a temperaturas muy altas (entre 270°C y 350°C), lo que requiere un aislamiento especial. Son adecuadas para vehículos grandes como autobuses eléctricos.
Investigaciones recientes en baterías
Los científicos están siempre buscando formas de mejorar las baterías. Por ejemplo, se ha descubierto que usar "nanocables" de silicio en las baterías puede aumentar mucho la cantidad de energía que pueden almacenar.
También se están probando nuevas baterías que usan sodio y azufre, con una membrana cerámica muy fina. Estas baterías podrían almacenar mucha energía en un espacio pequeño y durar muchos años, con miles de ciclos de recarga.
Alternativas a las baterías
Para algunos usos, como radios portátiles o linternas, existen alternativas a las baterías recargables. Por ejemplo, algunos dispositivos tienen una manivela que puedes girar para generar electricidad (como una dinamo).
Otra tecnología interesante son los "ultracondensadores". Estos dispositivos pueden cargarse en muy poco tiempo (¡como 20 segundos para un móvil!). Sin embargo, a diferencia de las baterías, su voltaje disminuye rápidamente a medida que se descargan, lo que puede ser un desafío para los aparatos electrónicos. A pesar de esto, tienen ventajas en eficiencia y duración.
Galería de imágenes
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Banco de baterías para un sistema de alimentación ininterrumpida en un centro de datos.
Véase también
En inglés: Rechargeable battery Facts for Kids
- Batería
- Batería de automóvil
- Batería externa para móvil.
- Carga de mantenimiento
- Nanobatería
- Pila
- Reciclaje de pilas
- Sistema de almacenamiento de energía en baterías
- Supercondensador
- Vida útil
