Baterías de iones de litio: ¿Qué especificaciones existen y qué significan?

¿Por qué una batería de iones de litio de 4,2V está nominada a 3,6V o 3,7V?

• Voltaje nominal (Nominal Voltage): El voltaje nominal de las baterías de iones de litio suele ser 3,6V o 3,7V. Este voltaje representa el promedio durante el ciclo completo de carga y descarga de la batería, es decir, el valor promedio medido durante la descarga.

• Voltaje máximo de carga (Maximum Charging Voltage): 4,2V es el voltaje máximo al que se suele cargar una batería de iones de litio. Esto significa que la batería alcanzará aproximadamente 4,2V cuando esté completamente cargada.

• Voltaje de descarga (Discharge Voltage): El voltaje de las baterías de iones de litio disminuye gradualmente durante la descarga. El voltaje puede bajar hasta 3,0V o incluso menos cuando la batería está casi completamente descargada.

Capacidad: ¿Cuándo usar mAh y cuándo mWh?

La capacidad de una batería es una característica fundamental que indica cuánto energía puede almacenar y cuánto tiempo puede suministrar energía a una carga determinada. Para las baterías de iones de litio, la capacidad se suele expresar en mAh (miliamperios-hora), mientras que para las baterías de Ni-MH es más común usar mWh (milivatios-hora). Las baterías más grandes, como las de automóviles, a menudo se expresan en Ah (amperios-hora).

¿Cuál es la capacidad más alta? Actualmente, entre las baterías 21700, la F60 con 6000 mAh es la más potente.

Agrupación por tamaño

¿Qué significa 18650? ¿Es una batería AA grande?

En las linternas se utiliza con mayor frecuencia la batería 18650, pero también son comunes las 14500 y 26650. Además, existen baterías en tamaños como 10440, 16340, 18350, 18500 y 32650. Estos números indican el tamaño de la batería. En una batería 18650, el primer número indica el diámetro de la celda, en este caso 18 mm, y el segundo número indica la longitud, en este caso 65 mm. Sin embargo, algunas baterías pueden variar ligeramente en tamaño, por lo que una batería 18650 también puede ser de 18,5 mm de ancho y hasta 70 mm de largo, especialmente si tiene protección (lo que se discutirá más adelante). Por lo tanto, es importante verificar que la batería encaje en el dispositivo antes de comprarla, ya que una batería demasiado grande no cabrá y una demasiado pequeña podría moverse. El peso de una batería depende de su tamaño. Una batería 18650 pesa aproximadamente entre 45-50g, mientras que una batería 21700 pesa entre 65-80g; todo lo que esté por debajo de estos valores puede indicar una calidad inferior.

Agrupación por voltaje

• Las baterías basadas en níquel tienen un voltaje nominal de 1,2V, lo que significa que operan en la práctica entre 0,8V y 1,4V.
• Las baterías de litio tienen un voltaje de operación de 1,5V, y operan entre 1V y 1,8V.
• Las baterías de iones de litio tienen un voltaje de 3,0V (típicamente en tamaños CR2 y CR123).
• Las baterías LiFePO4 tienen un voltaje de 3,2V.
• Las baterías de iones de litio tienen un voltaje de 3,6V (entre 2,8V y 4,2V).

Estas baterías no son intercambiables entre sí. Por ejemplo, no uses una batería de 3,6V en un dispositivo que requiere 1,2V, ya que esto podría causar daños. Una batería de 1,5V podría dañar un cargador que está diseñado para 1,2V. Sin embargo, una batería de 3,0V se puede utilizar en un cargador diseñado para 3,2V, pero las diferencias mayores pueden ser problemáticas.

¿Cuándo usar una batería protegida y qué significa si la batería es cónica?

Las baterías de iones de litio se dividen en dos grandes grupos: protegidas y no protegidas. Las baterías protegidas tienen un pequeño circuito en la parte inferior o superior que ofrece funciones de seguridad, desconectando la batería en caso de sobrecarga, descarga profunda o cortocircuito. Por el contrario, las baterías no protegidas requieren más atención, pero suelen ser más baratas que sus contrapartes protegidas. Las baterías protegidas suelen ser más largas; por ejemplo, las baterías 18650 protegidas pueden llegar hasta los 70 mm de largo.

La protección y la conicidad no siempre están relacionadas. Existen baterías cónicas (similar a las pilas donde el extremo positivo sobresale) que no están protegidas.

Capacidad de descarga

Existen baterías con alta capacidad de descarga (High Drain) y otras con menor capacidad. Este valor indica cuánta corriente (A) puede suministrar una batería en un momento dado o de manera continua. Esto es importante porque muchos dispositivos no requieren alta capacidad de descarga, mientras que otros, como las linternas Astrolux C8, solo pueden alcanzar 1600 lúmenes y 600 metros de alcance con baterías de alta capacidad de descarga. La capacidad de descarga varía de 1A a 100A, siendo todo lo superior a 15A considerado como alta capacidad de descarga. Ten en cuenta que las baterías muy baratas con alta capacidad de descarga pueden no ofrecer el rendimiento prometido o ser seguras. Es mejor comprar baterías de alta capacidad de descarga de fabricantes reconocidos (Sony, LG, AWT).

Capacidad de descarga continua y máxima

Estos dos valores son diferentes: la capacidad de descarga continua puede mantener todo el volumen de carga, mientras que la capacidad de descarga máxima solo puede mantenerse durante 1-2 segundos. Asegúrate de qué valores de capacidad de descarga están en la batería y cómo se promocionan.

Es importante: las baterías protegidas tienen una capacidad de descarga más baja; la protección rara vez permite capacidades superiores a 5A. Esto debe ser tenido en cuenta al seleccionar la batería.

¿Qué muestra el rendimiento de una batería?

El rendimiento de una batería indica cuánta energía puede suministrar en un tiempo determinado. El rendimiento se mide en vatios (W) o kilovatios (kW) y se calcula a partir de:

• Voltaje (Voltage, V): El voltaje de salida de la batería.
• Corriente (Current, A): La corriente suministrada por la batería.

Cálculo del rendimiento

El rendimiento de una batería se calcula multiplicando el voltaje por la corriente: Rendimiento (P) = Voltaje (V) × Corriente (I)

Por ejemplo, si una batería tiene un voltaje de 12V y suministra 2A, el rendimiento es: P = 12V × 2A = 24W

Tomemos una batería con 10A de capacidad de descarga y 3,6V: 10A × 3,6V = 36W

¿Qué muestra la densidad de energía?

La densidad de energía de una batería indica cuánta energía se puede almacenar en un volumen o peso determinado. Hay dos tipos principales de densidad de energía:

• Densidad de energía específica (Specific Energy): Se mide por peso y se expresa en vatios-hora por kilogramo (Wh/kg). Muestra cuánta energía se puede almacenar en un kilogramo de batería. Esto es especialmente importante en dispositivos portátiles, donde el peso juega un papel crucial.

• Densidad de energía volumétrica (Energy Density): Se mide por volumen y se expresa en vatios-hora por litro (Wh/L). Muestra cuánta energía se puede almacenar en un litro de batería. Esto es importante para aplicaciones que requieren ahorro de espacio, como en vehículos eléctricos.

¿Por qué es importante la densidad de energía?

• Portabilidad: Cuanto mayor sea la densidad de energía, más pequeña y ligera puede ser la batería mientras almacena la misma cantidad de energía. Esto es crucial para dispositivos móviles como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y drones.
• Duración de operación: Las baterías con mayor densidad de energía pueden ofrecer una duración de operación más larga con el mismo volumen o peso.
• Eficiencia: En los vehículos eléctricos, una mayor densidad de energía puede significar una mayor autonomía con el mismo paquete de batería.

Ejemplos de baterías con diferentes densidades de energía

• Baterías de iones de litio: Actualmente son las más comunes, con una densidad de energía relativamente alta (típicamente entre 150-250 Wh/kg y 250-730 Wh/L).
• Baterías de plomo-ácido: Tecnología más antigua, con una densidad de energía más baja (aproximadamente 30-50 Wh/kg y 60-110 Wh/L), pero más económicas y robustas.
• Baterías de polímero de litio (Li-Po): Más ligeras y flexibles, con alta densidad de energía (hasta 200 Wh/kg), pero generalmente más caras.

La densidad de energía es un parámetro crucial que influye en la aplicabilidad y eficiencia de las baterías en diferentes aplicaciones.

La batería más potente actualmente para linternas deportivas es la Molicel P45B con 243 Wh/kg.

Densidad de potencia

La densidad de potencia es una medida de cuánta potencia puede suministrar una batería en un determinado volumen o peso. Existen dos tipos principales:

• Densidad de potencia volumétrica (Volumetric Power Density): Indica cuánta potencia se puede almacenar en un determinado volumen (litros o metros cúbicos). La unidad es vatios por litro (W/L) o vatios por metro cúbico (W/m³).

• Densidad de potencia específica (Specific Power Density): Indica cuánta potencia se puede almacenar en un determinado peso (kilogramos). La unidad es vatios por kilogramo (W/kg).

¿Qué significa que una batería tenga una resistencia interna de 22 mΩ?

La resistencia muestra cuánto un material o componente obstaculiza el flujo de corriente eléctrica. Una resistencia interna de 22 mΩ indica cuánto resistencia ofrece la batería 18650 al flujo de corriente. Cuanto menor sea la resistencia, mejor será el rendimiento y la eficiencia, ya que se pierde menos energía debido a la resistencia interna. Para una batería 18650, un valor inferior a 50 mΩ es ideal (para baterías cónicas, inferior a 80 mΩ), mientras que valores inferiores a 100 mΩ aún son aceptables, aunque pueden deteriorarse con el tiempo.

¿Cuál es la mejor batería?

Esto depende de para qué necesites la batería: para cigarrillos electrónicos, linternas, bicicletas eléctricas o herramientas de batería, cada tipo de batería es ideal para diferentes aplicaciones. Los datos mencionados se encuentran en nuestras baterías, así que si sabes qué especificaciones buscas, podrás encontrar fácilmente la batería adecuada en nuestra página.

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