¿Cómo seleccionar una batería que dure?

Isidor Buchmann
Cadex Electronics Inc.
Isidor.buchmann@cadex.com
www.buchmann.ca

¿Qué hace que una batería se gaste? ¿Es por una causa mecánica o química? La respuesta es "ambas". Una batería es un producto perecedero que comienza a deteriorarse en el momento mismo en que sale de la fábrica. De la misma manera que un resorte estirado, una batería trata de volver a su mínimo denominador. La velocidad de envejecimiento depende del grado de descarga, condiciones ambientales, los métodos de carga y de los procedimientos de mantenimiento o de la falta de éstos. El envejecimiento y las condiciones del usuario afectan a la química de cada batería en forma diferente.

En la Figura 1 comparamos tres sistemas de baterías para comunicaciones móviles y analizamos cada tipo de química en base a la densidad de energía, resistencia interna, auto-descarga y ciclo de vida. Para simplificar la comparación de resistencia interna, usamos paquetes de 3,6 volts.

	Niquel Cadmio (NiCd)	Hidruro Metalico de Niquel (NiMH)	Litio-Ion (Li-Ion)
Energia Densidad (Wh/kg)	40-60	60-80	80-100
Resistencia Interna (mOhm)	100-200*	200-300*	150-250*
Auto-descarga por mest	20%**	30%**	10%**
Mejor ciclo de vidar	1500***	300-500****	500-1000**** o 2 anos

* Cableado interno, contactos y circuitos de protección son tomados en cuenta. Las lecturas varían con la tasa de la celda, estado de carga y numero de celdas conectadas en serie.
** La descarga es la mas alta en las primeras 24 horas. La auto-descarga se incrementa con mayor temperatura.
*** El ciclo de vida se basa en el procedimiento de mantenimiento y utilización. La falta de aplicación periódica de ciclos de descarga completa pueden reducir el ciclo de vida hasta en una tercera parte.
**** El ciclo de vida se basa en la profundidad de descarga. Descargas superficiales proveen mas ciclos que descargas profundas.

Figura 1:
Características de las baterías Ni-Cd, NiMH y Li-ion en función de la densidad de energía, resistencia interna, auto descarga y ciclo de vida.

Como parte de un programa de investigación que se está llevando a cabo para determinar el sistema óptimo de baterías para aplicaciones inalámbricas, Cadex ha realizado pruebas de ciclo de vida en baterías de Níquel-Cadmio (NiCd), Níquel-Metal Hidrido (NiMH) y Li-ion. Todas las pruebas se hicieron en analizadores Cadex C7400 en los laboratorios de pruebas deCadex Electronics Inc. en Vancouver, Canadá.
Las baterías recibieron una carga total inicial y luego fueron sometidas a un régimen de ciclos continuos de carga/descarga. La resistencia interna fue medida con el método OhmTest patentado por Cadex y la auto-descarga se obtuvo de lecturas ocasionales de la pérdida de capacidad ocurrida durante un período de descanso de 48 horas. El programa de pruebas utiliza 53 baterías de diferentes modelos y tipos de química.
Debe destacarse que cuando se realizan pruebas de baterías en un laboratorio, el rendimiento en un ambiente protegido es generalmente mejor que el obtenido en el uso en campo. Problemas de esfuerzos e inconsistencia que se producen en el uso cotidiano no siempre pueden ser reproducidos con precisión en el laboratorio.