¿Qué es una celda de batería?

Una celda de batería almacena energía eléctrica mediante un proceso electroquímico y es la unidad básica de una batería. Normalmente, un sistema electroquímico se compone de dos electrodos, el cátodo (electrodo positivo) y el ánodo (electrodo negativo). Un electrolito es una sustancia que separa los electrolitos permitiendo el movimiento de iones evitando al mismo tiempo el contacto directo entre el ánodo y el cátodo.

El proceso de carga hace que los iones de litio viajen desde su almacenamiento, es decir, el cátodo hasta el ánodo, debido a la reacción electroquímica de la celda de la batería. Cuando tiene lugar el proceso de descarga, ocurre lo contrario de lo anterior: los iones de litio almacenados viajan desde el electrodo negativo y regresan al electrodo positivo, lo que resulta en la generación de una corriente eléctrica que alimenta varios dispositivos.

Las celdas de batería suelen tener diversas químicas, cada una con distintas ventajas, limitaciones y características. Las celdas de batería comúnmente conocidas incluyen polímero de litio (Li-polímero), níquel-hidruro metálico (NiMH), iones de litio (Li-ion), plomo-ácido y níquel-cadmio (Ni-Cd), entre otras.

¿De qué está hecha una celda de batería?

Una celda de batería está hecha de los siguientes componentes;

Electrodos: la celda de la batería contiene dos electrodos: el cátodo y el ánodo. Consisten en diferentes materiales para facilitar el movimiento de los iones durante los ciclos de carga y descarga. El electrolito es una sustancia química que separa los electrodos en una celda de batería. Dependiendo del tipo de batería, puede ser en forma de gel, sólida o líquida y permite el movimiento de iones entre el ánodo y el cátodo.

Separador: para evitar el contacto directo con los electrodos se utiliza un material poroso llamado separador. Garantiza la seguridad de la batería durante el funcionamiento y ayuda a mantener el flujo adecuado de iones dentro de la celda.

Colectores de corriente: la facilitación del flujo de corriente eléctrica entre el circuito externo de la celda de la batería y los electrodos se realiza mediante materiales conductores llamados colectores de corriente.

Caja: Depende del tipo de batería; la celda está contenida dentro de un recinto hecho de diferentes materiales. También llamada carcasa, evita que influencias externas afecten el rendimiento de la batería y al mismo tiempo protege los componentes internos.

Celda de batería LiFePO4 de baja temperatura de 3,2 V y 20 A -40 ℃ Capacidad de descarga de 3C≥70 % Temperatura de carga: -20~45 ℃ Temperatura de descarga: -40~+55 ℃ Prueba de acupuntura aprobada -40 ℃ Tasa máxima de descarga: 3C

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Terminal: la celda de la batería consta de dos terminales (el terminal positivo y el terminal negativo) que proporcionan los puntos de conexión para que el circuito externo obtenga energía de la celda durante el ciclo de descarga.

Diferencia entre celda y batería

Al referirse o describir dispositivos electroquímicos utilizados en el almacenamiento de energía eléctrica, los términos celda y batería se usan comúnmente en el tema del almacenamiento de energía. Los dos conceptos están relacionados pero con significados distintos.

Celúla

La unidad básica de un dispositivo de almacenamiento de energía electroquímica se llama celda. Está formado por dos electrodos y un electrolito. El cátodo es el electrodo positivo, el ánodo es el electrodo negativo y el electrolito es el medio que los separa. Durante el proceso de carga de la celda se produce una reacción electroquímica que hace que los iones se muevan del cátodo al ánodo. Lo contrario ocurre durante la descarga, ya que los iones almacenados regresan al cátodo, lo que genera corrientes eléctricas. Las celdas no son directamente adecuadas para la mayoría de las aplicaciones prácticas, ya que suelen ser pequeñas, de baja capacidad y de voltaje relativamente bajo.

Batería

Por otro lado, el conjunto de múltiples celdas conectadas en una disposición o configuración específica se llama batería. Las baterías son adecuadas para su uso en dispositivos y aplicaciones, ya que pueden alcanzar mayores niveles de capacidad y voltaje combinando las salidas eléctricas individuales de las celdas. Un paquete de baterías puede tener cientos o miles de celdas, como en un vehículo eléctrico, o unas pocas celdas, como en la batería de una computadora portátil o un teléfono inteligente. Están disponibles en diferentes tamaños y formas y se utilizan ampliamente en aplicaciones que van desde pequeños dispositivos electrónicos hasta usos industriales a gran escala.

¿Cómo se ve una celda de batería?

La apariencia física de una celda de batería depende del diseño y tipo de batería. Varios tipos de celdas de batería vienen en diferentes tamaños, formas y apariencias. Los tipos comunes de celdas de batería y su apariencia incluyen,

Batería de polímero resistente para portátiles de alta densidad de energía y baja temperatura Especificación de la batería: 11,1 V 7800 mAh -40 ℃ Capacidad de descarga de 0,2 C ≥80 % A prueba de polvo, resistencia a caídas, anticorrosión, antiinterferencias electromagnéticas

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1.Celda cilíndrica de iones de litio

Es uno de los tipos de celdas de batería más comunes. A menudo se utiliza en dispositivos y dispositivos electrónicos de consumo, como herramientas eléctricas y computadoras portátiles. Tiene una carcasa metálica y es cilíndrico. Los terminales positivo y negativo están ubicados en la tapa o parte superior de la celda.

2. Celda prismática de iones de litio (Li-ion)

Estos tienen una forma más cuadrada o rectangular, lo que permite una mayor eficiencia en el aprovechamiento del espacio en determinados dispositivos. Se encuentran comúnmente en dispositivos electrónicos delgados como tabletas y teléfonos inteligentes. Los terminales positivo y negativo aquí están ubicados en lados opuestos de la celda.

3.Celda de bolsa (polímero de litio)

Las celdas de bolsa utilizan una película de aluminio y plástico o un polímero flexible como carcasa exterior. Se utilizan habitualmente en dispositivos ligeros y delgados y pueden tener una forma personalizada. Son comunes en relojes inteligentes, teléfonos inteligentes y algunos dispositivos electrónicos portátiles.

4.Celda de plomo-ácido

Estos se encuentran comúnmente en fuentes de alimentación ininterrumpida y aplicaciones automotrices. Son grandes y rectangulares, y se utilizan principalmente en baterías de plomo-ácido. Una batería de plomo-ácido contiene placas de plomo sumergidas en ácido sulfúrico y varias celdas están conectadas.

5. Pila de botón

Se trata de pilas pequeñas y redondas habituales en calculadoras, relojes y otros aparatos electrónicos pequeños. Tienen una carcasa metálica de forma cilíndrica compacta. El terminal negativo está en la parte inferior, mientras que el terminal positivo está en la parte superior.

6.Celdas de níquel-cadmio (Ni-Cd) y níquel-hidruro metálico (NiMH)

Estas celdas se utilizan principalmente en baterías recargables antiguas y en aplicaciones como herramientas eléctricas inalámbricas. A menudo son prismáticos o cilíndricos. Sin embargo, se están volviendo menos comunes a medida que pasan los días debido a la mayor adopción de baterías de iones de litio.

Conclusión

En conclusión, una celda es el componente básico de un dispositivo de almacenamiento de energía electroquímica. Está compuesto por el cátodo, el ánodo y un electrolito. Una batería es un conjunto de celdas conectadas que forman una unidad de almacenamiento de energía de mayor capacidad y voltaje. Los dos proporcionan almacenamiento y entrega de energía eléctrica para diversas aplicaciones y dispositivos. La tecnología de las baterías sigue evolucionando y podrían surgir nuevos factores de forma y diseños.