El rendimiento de una batería en función de
la operación cíclica
Se ha observado que, al forzar una batería a su capacidad
máxima, la carga rápida generalmente se hace
más difícil, la capacidad de producir corrientes
de alta carga disminuye y el ciclo de vida se acorta. Esto
es especialmente cierto en las baterías a base de níquel.
En cuanto al ciclo de vida, la batería standard NiCd
es la más durable. En la Figura 2 se estudia la capacidad,
resistencia interna y auto descarga de una batería
NiCd de 7,2V, 900mA con celdas estándares. Debido a
limitaciones de tiempo, se terminó la prueba al cabo
de 2,200 ciclos. Durante este período, la capacidad
permanece estable, la resistencia interna se mantiene constante
en 75 milliohms (mO) y la auto descarga es estable. Esta batería
obtiene una calificación máxima por tener un
rendimiento casi perfecto.
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| Figura 2:
Capacidad, Resistencia Interna y Auto Descarga de una
batería Ni-Cd de 7,2V, 900mA con celdas standard. |
Los valores obtenidos con una batería NiCd de muy
alta capacidad son menos favorables pero aún mejores
que otros tipos de química en cuanto a durabilidad.
A pesar de tener una densidad de energía de hasta 60%
más alta que la versión standard de NiCd, la
Figura 3 indica una caída continua de la capacidad
durante la aplicación de los 2,000 ciclos. Al mismo
tiempo, la resistencia interna apenas aumenta. El incremento
de la auto descarga después de los 1,000 ciclos representa
una degradación más seria. Esta deficiencia
se manifiesta en tiempos de funcionamiento más cortos
porque la batería consume algo de energía aún
cuando no esté en uso.
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| Figura 3:
Capacidad, Resistencia Interna y Auto Descarga de una
batería Ni-Cd de 6V, 900mA con celdas de alta capacidad. |
La Figura 4 estudia la batería NiMH, que ofrece una
alta densidad de energía a bajo costo. Al comienzo
se observa un buen rendimiento pero, pasada la marca de los
300 ciclos, la capacidad comienza a caer rápidamente.
También se puede observar un repentino aumento de la
resistencia interna y de la auto descarga después de
los 700 ciclos.
Es evidente que la NiMH no debiera usarse en aplicaciones
que requieran un ciclo de vida alto. Debido a ésto
(y quizás a otras razones), la NiMH no ha tenido éxito
en radios móviles, usos bio-médicos y herramientas
eléctricas. Sin embargo, la NiMH es una batería
muy usada en teléfonos celulares y computadoras portátiles.
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Bild 4:
Kapazität, Impedanz und Selbstentladung
eines 6V, 950mA NiMH Akkus. Die Impedanz-messungen wurde
bis Zykluszahl 700 unterlassen. |
La batería de Li-ion ofrece ventajas que ni la NiCd
ni la NiMH pueden igualar. La Figura 5 estudia la capacidad
y resistencia interna de una Li-ion típica. Sobre los
1,000 ciclos se observa una suave y predictible baja de la
capacidad y la resistencia interna aumenta sólo un
poco. Debido a estos bajos valores se excluyó la auto
descarga en esta prueba.
Como factor negativo, la Li-ion está sujeta a envejecimiento
aún cuando no se use. Se nota el deterioro de la capacidad
al cabo de un año. Después de los dos años,
la batería falla frecuentemente. Por esto no se recomienda
mantener las baterías Li-ion guardadas por un tiempo
largo. Más bien, los paquetes debieran rotarse como
se hace con los alimentos perecederos. El comprador debe fijarse
en la fecha de fabricación al adquirir una batería
Li-ion de reemplazo. Desafortunadamente, a menudo esta información
viene codificada con un número de serie cifrado e interpretable
solamente por el fabricante.
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| Figura 5:
Capacidad y Resistencia Interna de una batería
Li-ion de 3,6V, 500mA. |
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