Formas de pilas y baterías y sus propósitos

Variedades totalmente diferentes de células y células y su Propósitos

Una vez más, hace mucho tiempo, el único método para crear energía móvil era el vapor o el gas. Tras la invención de la pila, la vida cambió a más simple que nunca. Hoy en día, todo el mundo parece estar pendiente de las máquinas móviles para facilitar sus tareas cotidianas. En este caso, las baterías son capaces de satisfacer la necesidad de producir energía sobre la marcha.

Las baterías de preguntas pequeñas parecen bastante pequeñas y poco interesantes, sin embargo, son absolutamente capaces de convertir tu pequeño cilindro en tu micropoder personal. El concepto de producir energía móvil no es nada nuevo, e incluso los humanos prehistóricos la proporcionaban, utilizando madera y combustibles. Simplemente, las pilas son el método actual de suministro de energía. Puedes simplemente pulsar un botón y liberar el cuarto oscuro en un segundo e incluso más bajo que eso.

Hay varios tipos de baterías actuales disponibles en el mercado. Todas estas pilas funcionan con el mismo precepto de transformar la energía química en energía eléctrica. Aquí, en este artículo, hablaremos de cada una de las partes que es esencial conocer sobre los distintos tipos de pilas, su funcionamiento y su uso.

Antes de empezar con la función y las formas de las pilas, basta con echar un vistazo al pasado de las pilas. ¿De dónde vienen? Y por quien los encontró.

El pasado histórico de las pilas

En 1800, Volta descubrió que un fluido seguro puede generar energía eléctrica estable cuando se utiliza como conductor. Este descubrimiento dio lugar a la célula voltaica primaria conocida como pila. La invención de la pila por parte de Volta inició un nuevo periodo de experimentación con pilas. Y, una variedad de científicos intentó numerosos experimentos para hacer baterías. Por pocos que fueran, estaban en condiciones de llegar a una conclusión. Volta y Daniel habían sido dos científicos que fabricaron células a menudo llamadas Voltaica y Daniel respectivamente.

Célula Voltaica Una célula voltaica utiliza la respuesta química para proporcionar energía eléctrica. Un ánodo y un cátodo están invertidos entre sí. En el ánodo se produce la oxidación y en el cátodo el descuento. Se crea un puente de sal en el centro para terminar el circuito. Los elementos en los que se produce la oxidación y el descuento se conocen como semicélulas. Se utiliza un circuito exterior para conducir el movimiento de los electrones.

La célula voltaica inventada por Volta no era tan móvil y tenía demasiados inconvenientes también. Después, la celda de Daniel, diseñada por «John Fredric Daniel», se hizo común.

Daniel Célula Después de la invención de la célula voltaica, la célula Daniel era habitual en los siglos anteriores como fuente de energía eléctrica. En este tipo de célula, un contenedor dividido en dos compartimentos. El orificio fue realizado por una membrana permeable a los iones. En uno de los muchos elementos, el electrolito de zinc se sumergió en una resolución de sulfato de zinc. Dentro de los distintos compartimentos, se sumergió un electrodo de cobre a una resolución de sulfato de cobre. La célula fue capaz de entregar el regalo hasta que se quedó sin Zinc o Sulfato de Cobre.

John Dancer llevó a cabo este experimento y diseñó la batería primaria con un diseño poroso.

En 1859, el batería de plomo-ácido diseñado por Gaston Plante se hizo común debido a la característica recargable de la batería. El sencillo diseño de la batería permitía la recarga invirtiendo el movimiento del presente de nuevo a la batería. Esta batería se sigue utilizando en muchos lugares como baterías de coches, automóviles, etc.

Adicional, Batería Leclanche fue inventado por Carl Gessner como un diseño seco que no tenía electrolito líquido.

Echemos un vistazo a la célula Leclanche.

Leclanche-Cell

Este invento hizo que el uso de las pilas fuera muy sencillo y útil, ya que se erradicó por completo el derrame y la orientación hacia abajo. Una vez más, se inventó una pila de níquel-cadmio que generalmente se llamaba pila alcalina. En la década de 1970 se inventaron muchas de las baterías de litio para su uso en dispositivos móviles.

Química de la batería común:

Una pila tiene tres capas: el cátodo, el ánodo y el separador. La capa dañina de la pila se conoce como ánodo y la capa optimista se conoce como cátodo. Cuando se produce una carga en la pila, el presente comienza a fluir a través del ánodo hacia el cátodo. Del mismo modo, una vez que nos conectamos con el cargador de la batería, el presente comienza a fluir en el otro sentido, es decir, de cátodo a cátodo.

Química básica de la batería

Toda pila funciona con una respuesta química conocida como respuesta de oxidación-reducción. La respuesta se produce entre el cátodo y el ánodo a través del separador (electrolito).

Como resultado, uno de los electrodos se cargará negativamente como consecuencia de la respuesta de oxidación. Y, este electrodo cargado negativamente se conoce como cátodo. El segundo electrodo se cargará positivamente como resultado de la respuesta de descuento, que se conoce adicionalmente como ánodo. Cuando dos tipos de metales totalmente diferentes se sumergen en la misma resolución de electrolito, uno de los muchos electrodos adquirirá electrones y el otro perderá electrones.

Como resultado, uno de los metales perderá electrones y el metal opuesto adquirirá electrones. Esta distinción en el foco de electrones de dos metales provoca una distinción potencial {eléctrica} entre los metales. Esta distinción de potencial puede utilizarse como fuente de tensión en cualquier máquina eléctrica.

Los iones fluyen sólo a través del separador, que bloquea todo movimiento del ánodo al cátodo. Por lo tanto, la única estrategia para sacar el presente es desde los terminales de la batería.Símbolos de pilas y baterías

Veamos cómo se clasifican las pilas…

Pilas de formas totalmente diferentes

Las pilas se utilizan generalmente en los aparatos familiares, además de para fines industriales. Cada pila está diseñada para lograr un propósito específico y puede utilizarse según las necesidades. Existen principalmente dos clases de pilas conocidas como principales y secundarias. Sin embargo, las baterías se clasifican en 4 grandes clases, concretamente en célula principal, célula secundaria, célula de gas y célula de reserva. A continuación se detallan todas las partes que es imprescindible conocer sobre los distintos tipos de pilas y su funcionamiento.

  • Celda principal
  • Célula secundaria
  • Célula de reserva
  • Célula de gas

Célula principal (pilas no recargables)

Las pilas no recargables también se llaman pilas principales o célula principal. Las pilas mayores son las que no se pueden volver a utilizar una vez que su energía ahorrada se ha utilizado por completo. Estas pilas no pueden ser restauradas por ninguna fuente externa. Esta es la razón por la que las pilas principales se conocen además como pilas desechables.

Batería recargable

Un componente importante que disminuye la vida de las pilas principales es que se convierten en pilas polarizadas a lo largo de su uso. Para aumentar la vida de la pila disminuyendo el impacto de la polarización, se utiliza la despolarización química, es decir, la oxidación del hidrógeno en el agua mediante la inclusión de un agente oxidante en la pila. Al igual que en la célula de zinc-carbón y en la célula Leclanche se utiliza dióxido de manganeso, y en la célula Bunsen y en la célula Grove se utiliza ácido nítrico.

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Principales propósitos de la célula:

  • Se puede utilizar en relojes y juguetes
  • Se puede utilizar en pequeños aparatos familiares
  • Puede utilizarse en sistemas informáticos privados
  • Puede utilizarse en luces de emergencia móviles e inversores

Hay muchas variedades de pilas no recargables. Se dan en

  • Batería de zinc-carbón (también conocida como «obligación pesada»)
  • Alcalino
  • Pilas de litio
  • Células de óxido de plata
  • Células de aire de zinc

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  1. Batería de zinc-carbono

Las pilas de zinc-carbono son las primeras pilas secas industriales que dan muy poca potencia y también se llaman pila seca. En el interior de la pila se coloca una varilla de carbono que recoge el presente del electrodo de dióxido de manganeso. Puede dar 1,5Voltios de CC. La mayoría de estas pilas se utilizan en linternas, radios, mandos a distancia y relojes de pared.

  1. Alcalino

La alcalina puede ser una pila seca, formada por un ánodo de zinc y un cátodo de dióxido de manganeso. La pila alcalina está rellena de lata de metal y la zona interior más externa está llena de dióxido de manganeso. El electrolito de zinc e hidróxido de potasio se rellena dentro de la mayor parte de la zona del corazón de la pila. Las pilas alcalinas tienen una mayor densidad que las pilas opuestas. Normalmente se utiliza en reproductores de audio, radios y en linternas.

Pila alcalina

  1. Pilas de litio

Las pilas de litio están disponibles en diseño tipo moneda o botón. Proporciona un voltaje mayor (3V) que las pilas de zinc, alcalinas y de manganeso. Las pilas de litio tienen unas medidas más pequeñas y son más ligeras. La resistencia interna de las pilas de litio es excesiva y no parecen ser recargables. La pila de moneda preferida que se utiliza en la variedad de utilidades electrónicas es la CR2032, que ofrece una salida de 3V. Las pilas de litio tienen una vida más larga (unos 10 años).

  1. Células de óxido de plata:

Las pilas de óxido de plata son pilas de bajo consumo con una capacidad excesiva. Son comparables en apariencia a las pilas de mercurio y ofrecen una mejor emf de 1,5 voltios. El cátodo de la pila está compuesto por óxido de plata. La corriente electrolítica que contiene la pila es un producto de hidróxido de potasio o de sodio. Como la plata es cara, esta pila tiene fines muy restringidos.

Las magníficas opciones de células de óxido de plata son

  • El sellado distintivo de la construcción de la batería hace que ésta sea extremadamente a prueba de fugas.
  • La salida de tensión fija que da la batería la hace útil para obtener una descarga segura
  • El uso de antioxidantes contribuye a la excesiva densidad energética de la pila.

Propósitos de las células de óxido de plata:

  • IOT basado principalmente en gadgets
  • Relojes eléctricos
  • Dispositivos de precisión
  • Dispositivos médicos
  1. Células de aire de zinc

Una pila de zinc-aire alcanza la tensión total de trabajo en 5 minutos después de desprecintarla. Son baterías principales con diseños recargables. El material con oxígeno del aire actúa como masa energética de la pila. El cátodo es un físico poroso de carbono con entrada de aire. La funcionalidad de la tensión de salida de la célula es de 1,65 voltios. Mientras que la descarga, una masa de partículas de zinc, un ánodo poroso saturado de un electrolito. La corriente de oxígeno del interior reacciona con el ion hidroxilo y el tipo de zincato. Esta variedad de óxido de zinc y agua vuelve al electrolito.

Célula secundaria (pilas recargables)

Las pilas recargables también se llaman pilas secundarias. Se puede utilizar muchas veces, conectándolas al coste y consiguiendo un número de usos antes de que haya que cambiar la batería. El precio inicial de las pilas recargables suele ser más alto que el de las pilas desechables, pero el precio total de posesión y la influencia medioambiental de estas pilas disminuye porque suelen recargarse de forma económica, a menudo antes de que deban ser sustituidas.

Batería recargable

Extremos de la célula secundaria:

  • Se puede utilizar en bandas de salud, relojes sensibles.
  • Puede utilizarse en el ejército y en los submarinos
  • Cámaras sintéticas y marcapasos

Las pilas recargables o secundarias son principalmente de tres variedades:

  • Ácido de plomo
  • Iones de litio (Li-ion)
  • Hidruro de níquel-acero (Ni-MH)
  • Níquel-Cadmio (Ni-Cd)

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  1. Plomo ácido

El plomo-ácido es un tipo de batería recargable bastante común. Suelen estar acostumbrados a vender la energía de la fotovoltaica porque su alta calidad los diferencia de los demás. Estas baterías ofrecen un regalo excesivo, y se utilizan en el automóvil. Cuando la batería deja de funcionar, se puede utilizar para su reciclaje. Aproximadamente el 93% de todo el plomo de la batería se reutiliza para su reciclado para fabricar nuevas baterías de plomo-ácido.Batería de plomo-ácido

  1. Iones de litio (Li-ion)

Las pilas de iones de litio son pilas recargables, también llamadas baterías de iones de litio. Estas pilas se utilizan generalmente en la electrónica, ya que tienen una buena densidad de energía. Estas baterías pueden venderse a 150 vatios-hora por kg. A lo largo de la descarga, los iones de litio se transfieren del electrodo perjudicial al electrodo optimista y viceversa. El sobrecalentamiento puede causar daños en la batería o en el corazón.Batería de iones de litio (Li-Ion)

  1. Hidruro de níquel-acero (Ni-MH)

Las pilas de níquel-hidruro de acero son pilas recargables. El metal de la pila es intermetálico. La mayoría de estas pilas tienen una buena duración y una excesiva funcionalidad actual. Se puede vender a 100 vatios-hora por kg. Son más seguras térmicamente que las baterías de iones de litio. La autodescarga es mayor que la de las pilas opuestas.

Níquel-Cadmio (Ni-Cd)

En la pila recargable de níquel-cadmio, se utiliza hidróxido de níquel y cadmio metálico como electrodo. Además, suele llamarse batería de NiCd o batería de NiCad. Las pilas de Ni-Cd son buenas para mantener el voltaje y el coste eléctrico cuando no se utilizan. Una desventaja importante de la batería de Ni-Cd que puede provocar la disminución de la capacidad a largo plazo de la batería es que si se recarga {la batería de coste parcial}, se produce un sufrimiento de «El temido impacto de la reminiscencia» (es decir, modificaciones dentro de la placa de cadmio o daños, por ejemplo, la carga implica el cambio de CD(OH) a Cd metálico) y la melancolía de la tensión.Batería de níquel-cadmio (Ni-Cd)

El níquel-cadmio es bueno para enviar la capacidad nominal en la carga de descarga completa y tiene un buen ciclo de vida en las operaciones de carga a baja temperatura.

Distinción entre células mayores y secundarias:

Especificaciones:

Las celdas más grandes tienen una resistencia interna excesiva, una mayor capacidad y un diseño más pequeño. Mientras que las células secundarias tienen una baja resistencia interna, tienen reacciones químicas reversibles y tienen un diseño avanzado.

Diseño:

Las celdas principales suelen ser celdas secas. Lo que significa que no tienen líquido y están llenas de pasta que permite el movimiento de los iones contenidos en la pila. Esta es la razón por la que las células primarias son resistentes a los derrames. Sin embargo, las células secundarias están compuestas por sal líquida o fundida.

Para ofrecerte una mayor comparabilidad entre las células primarias y las secundarias, sus ventajas e inconvenientes, hemos resumido las variaciones dentro de un escritorio determinado:

Células primariasCélulas secundarias
Adecuado para propósitos móviles como resultado de un peso más ligero y un diseño más pequeñoNo apto para aparatos móviles
Buena retención de costesMenor coste de retención
No es apropiado para fines de fijación de precios primariosExtremadamente útil para hacer copias de seguridad y sobreprecios
Restringido para fines privadosExtremadamente versátil y posteriormente con un gigantesco espectro de propósitos
Precio preliminar bajoPrecio preliminar más alto

Después de revisar el escritorio anterior, espero que ahora seas capaz de trabajar los pros y los contras de la primera y la segunda batería.

Celda de reserva

Las pilas o baterías de repuesto también se llaman baterías de reserva. El electrolito permanece inactivo en estado estacionario hasta que se alcanza el nivel de fusión. Tan rápido como porque se alcanza el nivel de fusión, comienza la conducción iónica y se activa la pila.

Las células de repuesto se clasifican en tres clases adicionales:

  • Pilas activadas por agua
  • Pilas activadas por calor
  • Pilas activadas por electrolitos
  • Baterías activadas por gasolina

Baterías de repuesto Propósitos:

  • Se utiliza en aparatos que sirven para detectar el tiempo y la tensión
  • Se utiliza ampliamente en las técnicas de armamento
  • También se utilizan en las baterías de los coches y en otros automóviles

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Célula de gas

En esta clase de baterías, las fuentes de energía se alimentan de fuentes exteriores. Las pilas de gas son capaces de producir energía eléctrica siempre que las fuentes de energía lleguen a los electrodos. La membrana de intercambio de protones utiliza como combustible hidrógeno y oxígeno. La respuesta tiene lugar en la célula y como producto de la respuesta se produce agua, energía eléctrica y calor. Las 4 partes principales de las células de gas son específicamente ánodo, cátodo, electrolito y catalizador.

Beneficios de los conocimientos técnicos utilizados detrás de la célula de gas:

  • El método de cambiar instantáneamente la energía potencial química en energía eléctrica evita el «cuello de botella térmico».
  • Atribuible a la no transferencia de elementos dentro de la célula, es útil y extremadamente fiable
  • Al producir hidrógeno en una atmósfera agradable, este método es comparativamente mucho menos peligroso para el medio ambiente que otros.

Objetivos de la célula de gas

  • Se utiliza principalmente en los transportes, como los vehículos, los autobuses y los diferentes coches de motor.
  • Se utiliza bastante como respaldo para suministrar energía eléctrica en caso de corte de luz.

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Ventajas de la batería frente a otras fuentes de energía

  • Capacidad de potencia particular La capacidad de almacenamiento de energía de la batería puede ser mucho menor en comparación con el gas fósil. Sin embargo, las baterías tienen la capacidad de proporcionar energía adicional con éxito, en comparación con el motor térmico.
  • Ancho de banda energético Las baterías son capaces de manejar con éxito pequeñas y enormes centenas adicionales como resultado del excesivo ancho de banda de la energía.
  • Capacidad de respuesta Las baterías están en condiciones de enviar energía a corto plazo. Por ello, no se necesita calor como en el caso de los motores de combustión.
  • Atmósfera Las pilas son fáciles de usar y se mantienen moderadamente frías. Muchas de las baterías no hacen ruido como en el caso de los diferentes motores de combustible.
  • Prepárate Hoy en día, las pilas selladas pueden funcionar en casi cualquier lugar. Toleran bien los golpes y las vibraciones.

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Inconvenientes de la batería

  • Coste del tiempo: Una vez que las pilas están agotadas, tardan horas en recargarse de nuevo para ser utilizadas. Esto no es así en el caso de que utilices combustible, que tarda unos minutos.
  • Precio de la operación: El valor y el peso de las enormes baterías lo hacen poco práctico para un uso fiable y para coches enormes.
  • Capacidad de almacenamiento de energía: COMO comparado con los combustibles fósiles, la capacidad de almacenamiento de energía de las baterías es baja.

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¿Seleccionar la batería adecuada según tu programa?

Es muy necesario decidir la batería adecuada en tu utilidad para evitar las lesiones de tu máquina o utilidad. Una de las preocupaciones que hay que tener en cuenta es la elección de la batería adecuada para tu utilidad.

Mayor o secundaria: Este es uno de los componentes vitales para elegir el tipo de batería adecuado en tu máquina. Debes utilizar la pila principal para los dispositivos de uso poco frecuente y desechables, como los juguetes, etc. Sin embargo, si utilizas la máquina durante largos periodos de tiempo, las pilas secundarias o recargables son más adecuadas.

La temperatura varía: Seleccionar una batería adecuada con la temperatura correcta ayuda a reducir las posibilidades de desbordamiento térmico. Las baterías de iones de litio pueden cargarse dentro de una temperatura delgada que oscila entre los 20 y los 45 grados centígrados. La explosión de la batería puede producirse por una sobrecarga, una carga a temperatura excesiva o un circuito rápido que finalmente daña la máquina o la utilidad.

Robustez: La robustez de la batería depende en gran medida de dos componentes que cuestan específicamente la vida útil y el tiempo de duración. Además, los componentes del cuerpo de la batería contribuyen adicionalmente a la larga vida de la misma.

Densidad de potencia La cantidad total de energía ahorrada dentro de la batería por unidad se conoce como porque la densidad de potencia. Define la firmeza de la batería que durará su tiempo de funcionamiento hasta la siguiente recarga

Seguridad La batería que elijas debe coincidir con la temperatura de funcionamiento de la batería. Normalmente, la temperatura de la batería supera y puede dañar los elementos de la máquina. Además, si la temperatura de la máquina excede la eficiencia puede disminuir.

Los componentes opuestos se abrazan:

  • química celular
  • transporte
  • forma y tamaño del cuerpo
  • precio
  • fiabilidad

Batería de coche eléctrico (EV)

Las baterías de los coches eléctricos están diseñadas para ofrecer energía durante un periodo de tiempo sostenido. Los componentes que las hacen totalmente diferentes de las baterías opuestas son el encendido y el rayo. {Las baterías de los coches eléctricos están aumentando su cuota en el mercado como resultado de su fiabilidad y su carácter ecológico.

Estación de carga de baterías EV

Las baterías más típicas de los coches de moda son las de iones de litio y las de polímeros de litio. Las celdas se colocan en tipos de módulos. En otras palabras, se pone un tipo de batería para hacer una mochila. Tomemos un ejemplo de automóvil eléctrico BMW, en el que se colocan 96 células completas. La variedad de celdas colocadas en un cuerpo que protege las baterías del calor y las vibraciones exteriores. Una mezcla de células conocida como módulo.

Algunos de estos módulos, un paquete de refrigeración y un sistema de administración de la batería se mezclan colectivamente para separar un paquete.

Las 2 formas principales de baterías de iones de litio utilizadas en los automóviles eléctricos son:

En los coches, como los automóviles, las baterías de iones de litio son más seguras debido a los riesgos químicos y la comodidad.

Construcción de baterías para vehículos eléctricos

Actualmente, los vehículos eléctricos funcionan con baterías de litio. El voltaje convencional de una célula de litio es de 3,7 voltios, pero un VE (coche eléctrico) requiere 300V. Para alcanzar esta tensión y presentar células de litio válidas, se mezclan en secuencia y en paralelo. La mezcla de estas células de litio se llama módulo. Los módulos vienen con un BMS (sistema de administración de baterías) para su seguridad. A continuación se muestra la imagen del Nissan Leaf, en la que se aprecian los módulos de células de litio creados para alcanzar el voltaje necesario.

Vehículo eléctrico de batería

Instrucciones esenciales para utilizar las baterías de los vehículos eléctricos

  • No dejes que la batería llegue por debajo de la tensión de corte, lo que puede conocerse como sobredescarga.
  • La mayor eficiencia sólo puede alcanzarse cuando las puntuaciones actuales son decrecientes.
  • Las baterías de los vehículos eléctricos están disponibles en la puntuación KWH (Kilo vatios hora), que define el tiempo de autonomía de la batería del coche.
  • Siempre puede haber una carga de autodescarga de las pilas.
  • El BMS (Sistema de Administración de la Batería) te permite conocer la cantidad de gastos que quedan en la batería.

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