Te explicamos qué es una batería y cómo funciona este dispositivo. Además, los tipos de baterías que existen y lo que es una batería.

batería
Las baterías convierten la energía química en energía eléctrica.

¿Qué es una batería?

Una batería eléctrica, también llamada celda eléctrica o acumulador, es un artefacto compuesto por celdas electroquímicas capaces de convertir la energía química en su interior en energía eléctrica. Así, las baterías generan corriente continua y, de esta manera, se utilizan para alimentar diferentes circuitos eléctricos, dependiendo de su tamaño y potencia.

Baterías están plenamente integrados en nuestra vida cotidiana desde su invención en el siglo XIX y su comercialización masiva en el siglo XX. El desarrollo de las baterías va de la mano con el progreso tecnológico de la electrónica. Mandos a distancia, relojes, ordenadores de todo tipo, teléfonos celulares y un enorme grupo de artefactos contemporáneos utilizan baterías como fuente de alimentación, por lo que están hechos con diversos poderes.

Baterías tienen una capacidad de carga determinada por la naturaleza de su composición y que se mide en amperios-hora (Ah), lo que significa que la batería puede dar un amperio de corriente durante una hora continua de tiempo. Cuanto mayor sea su capacidad de carga, más se puede almacenar en su interior.

Por último, el corto ciclo de vida de la mayoría de las baterías comerciales las ha convertido en un potente contaminante del agua y el suelo, ya que una vez finalizado su ciclo de vida, no se pueden recargar ni reutilizar y se tiran a la borda. Después de oxidar su cubierta de metal, las baterías descargan su contenido químico en el medio ambiente y cambian su composición y pH.

Vea también: Conductividad eléctrica

¿Cómo funciona una batería?

batería del coche
Las baterías tienen celdas químicas con un polo positivo y un polo negativo.

El principio fundamental de una batería es reacciones de oxidación-reducción (redox) de ciertos productos químicos, uno de los cuales pierde electrones (oxida) mientras que el otro gana electrones (reducido), pudiendo volver a su configuración inicial bajo las condiciones necesarias: la aplicación de electricidad (carga) o el cierre del circuito (descarga).

Baterías contienen células químicas con un polo positivo (ánodo) y otro negativo (cátodo), así como electrolitos que permiten el flujo eléctrico hacia el exterior. Estas células convierten la energía química en energía eléctrica, mediante un proceso reversible o irreversible, dependiendo del tipo de batería, que una vez completada, agota su capacidad de recibir energía. Hay dos tipos de células:

  • primario. Aquellos que, una vez producida la reacción, no pueden volver a su estado original, agotando así su capacidad de almacenar corriente eléctrica. También se denominan baterías no recargables.
  • Escuelas secundarias. Aquellos que pueden recibir una aplicación de energía eléctrica para restaurar su composición química original, y se pueden utilizar muchas veces antes de agotarse por completo. También se llaman baterías recargables.

Tipos de baterías

baterías de litio
Las baterías de litio tienen una mejor densidad de energía y una mejor tasa de descarga.

Existen muchos tipos de baterías, dependiendo de los elementos utilizados en su fabricación, tales como:

  • Baterías alcalinas. Generalmente desechable. Utilizan hidróxido de potasio (KOH) como electrolito. La reacción química productora de energía ocurre entre el zinc (Zn, ánodo) y el dióxido de manganeso (MnO2, catótodo). Se trata de baterías extremadamente estables, pero de corta duración.
  • Baterías de plomo-ácido. Común en vehículos y motocicletas. Se trata de baterías recargables que, cuando se cargan, tienen dos electrodos de plomo: un cátodo de dióxido de plomo (PbO)2) y un ánodo de plomo esponjoso (Pb). El electrolito utilizado es ácido sulfúrico (H2así que4) en solución acuosa. Además, cuando se descarga la batería, el plomo está en forma de sulfato de plomo (II) (PbSO)4) depositado en plomo metálico (Pb). Luego, durante la carga inicial, el PbSO4 se reduce a Pb en placas negativas, y forma PbO2 en los positivos. En este proceso, el plomo se oxida y se reduce al mismo tiempo. Por otro lado, durante la descarga de pbO2 se reduce a PbSO4 y pb oxida para producir PbSO también4. Estos dos procesos se pueden repetir cíclicamente hasta que los cristales de PbSO4 llegan a ser demasiado grandes y por lo tanto pierden su reactividad química. Este es el caso cuando se dice coloquialmente que la batería se ha sulfatado y que debe ser reemplazada por una nueva.
    batería
  • Baterías de níquel. Muy baratos pero muy eficientes, están entre los primeros en ser fabricados en la historia. Por su parte, dieron a luz a nuevas baterías como:
    • Níquel-hierro (Ni-Fe). Consistían en tubos delgados enrollados con láminas de acero niquelado. En las placas positivas, tenían hidróxido de níquel (III) (Ni(OH)3) y en negativos de hierro (Fe). El electrolito utilizado es hidróxido de potasio (KOH). Aunque su duración es muy larga, han dejado de fabricar debido a su bajo rendimiento y alto costo.
    • Níquel-cadmio (Ni-Cd). Se componen de un ánodo de cadmio (Cd) y un cátodo de hidróxido de níquel (III) (Ni(OH)3), e hidróxido de potasio (KOH) como electrolito. Estas baterías son perfectamente recargables pero tienen una baja densidad energética (apenas 50Wh/kg). Además, se utilizan cada vez menos debido a su alto efecto de memoria (reducción de la capacidad de la batería cuando realizamos cargas incompletas) y al hecho de que el cadmio es muy contaminante.
      batería
    • Níquel-hidruro (Ni-MH). Utilizan oxihidróxido de níquel (NiOOH) para el ánodo y una aleación de hidruro metálico como cátodo. Tienen una mayor capacidad de carga y menos efecto de memoria que las baterías de Ni-Cd, y no afectan al medio ambiente porque no tienen un CD (muy contaminante y peligroso). Fueron los pioneros del uso para vehículos eléctricos, ya que son perfectamente recargables.
  • Baterías de iones de litio (Li-ION). Utilizan una sal de litio como electrolito. Estas son las baterías más utilizadas en la electrónica de pequeño tamaño, como los teléfonos celulares y otros dispositivos portátiles. Se distinguen por su enorme densidad de energía, así como por su propia ligereza, pequeño tamaño y buen rendimiento, pero una vida útil máxima de tres años. Otra ventaja que tienen es su efecto de memoria baja. Además, cuando se sobrecalientan, pueden explotar, porque sus elementos son inflamables, por lo que su coste de producción es elevado debido a la necesidad de incorporar elementos de seguridad.
  • Baterías de polímero de litio (LiPo). Se trata de una variación de las baterías de litio ordinarias, una mejor densidad de energía y una mejor tasa de descarga, pero tienen el inconveniente de no utilizarse si pierden su carga por debajo del 30%, por lo que es fundamental no dejar que se descarguen por completo. También pueden sobrecalentarse y explotar, por lo que es muy importante nunca dejar pasar demasiado tiempo hasta que mires la batería, o mantenerla siempre en un lugar seguro lejos de sustancias inflamables.

Batería y batería

baterías de batería
En muchos países de habla hispana, sólo el término batería.

Los términos batería y batería en este contexto son sinónimos, y vienen de los tiempos iniciales de la manipulación humana de la electricidad. Los primeros acumuladores consistían en agrupaciones de células o discos metálicos para aumentar la corriente inicialmente suministrada, y que podían estar disponibles de dos maneras: una encima de la otra, formando un batería, o uno al lado del otro, como batería.

Cabe señalar, sin embargo, que en muchos países de habla hispana, sólo el término batería, y preferimos acumulador para otros aparatos eléctricos como condensadores, etc.