Baterías
(179)El almacenamiento de electricidad es uno de los mayores desafíos de la actualidad, en la era de los dispositivos móviles y las energías renovables. Esta categoría de productos incluye principalmente acumuladores del campo anterior. Se trata de artículos destinados a dispositivos portátiles, robots autopropulsados controlados a distancia, pero también sustituyen a las baterías "sticks" ordinarias (AA, AAA), paquetes de celdas para dispositivos de alta corriente (herramientas eléctricas, modelos RC), así como componentes. que serán de interés para los fabricantes de equipos electrónicos, es decir, baterías destinadas a la instalación de fábrica en dispositivos o incluso al montaje en una PCB. Dependiendo del producto buscado, el comprador se hará una de las siguientes preguntas ...
Acumulador en lugar de una batería – ¿A qué debe prestar atención?
Durante muchos años, las "baterías recargables", es decir, los reemplazos recargables de las baterías estándar han sido una alternativa real y rentable. La compra de un juego de baterías AA o AAA y un cargador universal es una solución económica, conveniente y ecológica. También es una idea excelente y universal para un regalo práctico. Un error común que cometen los consumidores es comprar baterías más baratas, pero de menor capacidad. Será una opción rentable solo en el caso de alimentar dispositivos con bajo consumo de energía (ratones y teclados inalámbricos, controles remotos RTV, relojes). Para otros equipos, la batería necesitará una carga frecuente y se gastará más rápido. Tenga en cuenta que el voltaje nominal de las pilas AA y AAA es menor que, por ejemplo, las pilas alcalinas (1,2V y 1,5V respectivamente). Es posible que los dispositivos más antiguos no funcionen correctamente cuando se alimentan con pilas recargables. ¡Nota! Mezclar diferentes baterías, contra lo que advierten todos los fabricantes de equipos eléctricos, puede ser perjudicial. ¡Esta práctica es extremadamente peligrosa en el caso de las baterías! Puede causar graves daños al equipo e incluso dañar su salud (quemaduras).
¿Cómo elegir uno mismo un acumulador de repuesto?
Ocurre que los pequeños electrodomésticos equipados con acumuladores comienzan a descargarse cada vez con más frecuencia y/o no funcionan correctamente, a pesar de un mantenimiento adecuado. Si el dispositivo ofrece un fácil acceso al acumulador instalado en su interior, podemos intentar reemplazarlo. En el catálogo de TME, ofrecemos una serie de paquetes que reemplazan las baterías utilizadas en teléfonos inalámbricos, afeitadoras, cepillos de dientes eléctricos, etc. Sin embargo: si no conocemos los parámetros detallados del paquete que se está reemplazando (capacidad, tipo, voltaje, salida), debemos realizar una investigación o un circuito de análisis detallado. De lo contrario, podemos provocar daños permanentes en el equipo (por ejemplo, quemado del estabilizador de voltaje, falla del motor, etc.). Afortunadamente, la mayoría de las celdas de marca y sus paquetes se detallan imprimiendo las especificaciones en la caja/paquete de la batería.
¿Qué tipo de acumulador elegir para el proyecto?
Elegir un acumulador para su proyecto no es tarea fácil. Incluso puedes llamarlo – el arte del compromiso. El tipo de celdas utilizadas tendrá un impacto directo no solo en el funcionamiento del dispositivo, sino también en su estructura y circuito. Por lo tanto, analicemos brevemente los problemas que requieren consideración, y en la etapa de diseño.
¿Qué parámetros del acumulador son importantes?
Desafortunadamente, la respuesta a esta pregunta es: todos. Incluso un asunto tan trivial como el tipo de terminales puede afectar significativamente la implementación del proyecto. El fabricante (e incluso un constructor individual) debe considerar si el proceso de construcción del dispositivo debe tener en cuenta, por ejemplo, la etapa de soldadura por puntos de las celdas de iones de litio, o ¿tal vez sea mejor utilizar un paquete completo Li\Po? Si el consumidor pudiera reemplazar el acumulador él mismo, ¿no sería mejor optar por su formato estándar y ampliamente disponible? Incluso la masa (y especialmente el centro de gravedad) del producto objetivo se verá muy influenciada por la fuente de energía utilizada.
Tamaño y capacidad
La mayor "densidad" de energía almacenada se obtiene en el caso de los acumuladores de polímero de litio. Sin embargo, su uso está asociado con una serie de complicaciones, que se comentan a continuación. Al usar celdas de iones de litio, vale la pena considerar el uso de sus formatos menos populares, por ejemplo, rollos más cortos o más delgados, lo que permitirá un mejor uso del espacio en la carcasa del dispositivo objetivo. Desafortunadamente, en cualquier caso, la capacidad de la celda dependerá estrictamente de su volumen.
Voltaje y corriente
Incluso los mejores convertidores CC/CC no alcanzan el 100% de eficiencia. Cada convertidor colocado en el circuito desperdiciará energía y generará calor. Puede parecer tentador colocar muchas celdas conectadas en paralelo en el dispositivo; permite, entre otras cosas, para lograr un alto amperaje (esto será importante al alimentar componentes electromecánicos). Sin embargo, la consecuencia de una solución de este tipo puede ser la necesidad de utilizar el converterstep-up, por ejemplo, para las necesidades de una pantalla LCD retroiluminada; esto, a su vez, dará como resultado un consumo de energía significativo y una disminución de la vida útil. Además, al utilizar un sistema de microprocesador (por ejemplo, una computadora de placa única), el dispositivo aún contendrá una serie de convertidores y estabilizadores de voltaje necesarios para el funcionamiento de la unidad central y sus componentes. Es por eso que es importante elegir un paquete de celdas (y elementos de circuito) que permita una alimentación óptima de todo el sistema, preferiblemente con el uso de un solo estabilizador (idealmente será un estabilizador junto con un controlador de carga y un equilibrador, pero esto no siempre es posible).
Tipos de acumuladores – una breve comparación
Como cada tipo de batería tiene sus propias características específicas, aquí hay una breve comparación de estas tecnologías.
Acumuladores de polímero de litio
Son células con una relación excepcionalmente alta de energía almacenada a volumen, proporcionan una corriente de alta intensidad y los paquetes se pueden formar en sólidos cuboidales de cualquier dimensión. Se utilizan en productos compactos y donde se requiere proporcionar grandes cantidades de energía en poco tiempo (por ejemplo, los denominados propulsores de automóviles, que permiten que el automóvil arranque a pesar de estar descargado). Desafortunadamente, las celdas de este tipo también son delicadas y, en caso de rotura del paquete, sobrecalentamiento, carga incorrecta o incluso humedad, alta inestabilidad. Los paquetes Li-Pol vienen equipados de fábrica con un sistema equilibrador que protege el producto contra el uso indebido; sin embargo, este circuito no garantiza una seguridad completa. El controlador de carga del acumulador de polímero de litio debe controlar constantemente la temperatura de las celdas. La degradación y el daño y la deformación irreversible pueden deberse a una descarga profunda del paquete (o al almacenamiento a largo plazo en condiciones distintas a las especificadas por el fabricante).
Acumuladores de iones de litio
Una de las soluciones más populares disponibles en el mercado. Células de iones de litio caracterizadas por una larga vida útil y un fácil mantenimiento. Se cargan en dos etapas: primero manteniendo una corriente constante y finalmente manteniendo una tensión constante. Los controladores de carga y equilibradores para celdas de iones de litio están ampliamente disponibles y son económicos (sin embargo, es mejor elegir un cargador basado en uno de los sistemas de fabricantes reconocidos y probados). Son relativamente resistentes a factores mecánicos, aunque térmicamente "sensibles". Al agrupar, evite soldar los cables directamente a los terminales del acumulador, los soldadores por puntos se utilizan con mayor frecuencia para este propósito. Pueden entregar una corriente muy alta (lo que también significa que serán peligrosos en caso de un cortocircuito). Su tamaño suele estar determinado por una serie de números, por ejemplo, 18650. Es un método para registrar las dimensiones del acumulador. Los dos primeros dígitos indican su diámetro en milímetros, los tres últimos la longitud en décimas de milímetro. Por lo tanto: 18650 es un cilindro con un diámetro de 18mm y una altura de 65mm. Como curiosidad, se puede mencionar que la celda Li-Ion 14500 tiene el mismo tamaño que la batería de formato AA, por lo que se pueden utilizar cestas de batería estándar para su montaje y empaquetado.
Acumuladores LiFePO4
Las células de litio-hierro-fósforo a menudo se denominan sucesoras de la tecnología de iones de litio. Al contrario de sus representantes, los acumuladores LiFePO4 no contienen cobalto en sus electrodos. Se caracterizan por una vida útil más larga, una mayor estabilidad y parámetros eléctricos comparables. Una ventaja adicional es la baja corriente de autodescarga (es decir, permanecen cargados durante un tiempo relativamente largo). El proceso de producción permite la producción de estos acumuladores con terminales en forma de tornillos, lo que facilita y agiliza el montaje y conexión de las celdas, y además asegura una baja resistencia de las conexiones y sus buenos parámetros de corriente.
Acumuladores Ni-MH
El nombre completo de los acumuladores es de "hidruro metálico de níquel". Más comúnmente utilizado en formatos de batería de consumo. Requieren carga por pulsos (idealmente en un cargador de procesador) ya que se dañan al estar conectados a una fuente de CC. Este tipo de células también es sensible a las descargas profundas.
Acumuladores Ni-Cd
Las celdas de níquel-cadmio en estructura, aplicación y parámetros eléctricos son similares a las celdas de Ni-MH, aunque su densidad de energía es menor. Cabe recordar que este tipo de acumuladores se cargan con los llamados "Efecto memoria". En otras palabras, su capacidad se degradará si no se descargan con regularidad y no se cargan por completo. Para un comprador potencial, la información más importante es que este tipo de acumuladores se está retirando actualmente de la oferta de TME por motivos medioambientales.
Almacén:
