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Baterías Ni-Cd

Descripción

 Las baterías recargables de Níquel-Cadmio (Ni-Cd) son un tipo de batería alcalina de almacenamiento. Están formadas por un electrodo positivo de Hidróxido de Níquel, un electrodo negativo de Cadmio y un electrolito alcalino.

Algunas de sus principales características son:

  • Económicas por su larga vida de más de 500 ciclos de carga y descarga.
  • Excelentes características de descarga debido a su baja resistencia interna. Durante la mayor parte de la descarga se obtiene una línea plana de voltaje.
  • Admiten cargas después de un largo tiempo de almacenamiento.
  • Si se requiere, pueden ser cargadas rápidamente en 1-2 horas.
  • Tienen un rango de temperatura de trabajo muy amplio. Algunas series específicas pueden ser usadas a más de 70ºC.

Carga

  • La intensidad, tiempo, temperatura y otros factores modifican la curva característica de carga de las baterías de Ni-Cd.
  • Las baterías se deben cargar en un rango de temperatura de 0ºC a 45ºC siendo más eficaz la carga en un rango de temperaturas de 0ºC a 30ºC.
  • Nunca se debe cargar con la polaridad invertida.
  • Repetidas sobrecargas pueden deteriorar importantemente el rendimiento de la batería.
  • Se puede cargar indefinidamente una batería si se le aplica un intensidad inferior a 0,05C. Este tipo de carga se denomina "Trickle charge" y los valores de intensidad habituales van comprendidos entre 0,03C y 0,05C.
  • Para hacer cargas rápidas es imprescindible utilizar un sistema electrónico que detecte el incremento negativo de voltaje de la batería (-DV). El incremento negativo de voltaje (-DV) es una peculiaridad de las baterías de Ni-Cd que indica que la batería se encuentra cargada. La explicación de este fenómeno es la siguiente: si aplicamos una corriente a una batería descargada, ésta va incrementando lentamente su voltaje durante todo el tiempo que esté almacenando energía. Sin embargo, cuando la batería se encuentra completamente cargada el voltaje comienza a descender a la vez que la temperatura aumenta. Es en este punto cuando se debe detener la intensidad aplicada ya que la batería se encuentra cargada.

Descarga

  • Las baterías se deben descargar en un rango de temperatura de 20ºC a 65ºC.
  • El nivel de intensidad de descarga puede afectar a la capacidad de la batería. Los mejores niveles de capacidad se obtienen descargando la batería entre 0,1C y 0,5C. Una descarga con intensidad elevada puede hacer que aumente de forma importante la temperatura en la batería.
  • Sobre-descargas pueden dañar la batería. No se debe dejar conectada la batería al equipo si está descargada.
  • Una batería se considera descargada cuando su voltaje es inferior a 1,0 V.

Otras características

  • Las baterías se pueden almacenar por un largo período de tiempo en un ambiente seco y a una temperatura entre 20ºC y 45ºC.
  • Las primeras cargas después de un largo tiempo de almacenaje pueden presentar una capacidad inferior a la nominal de la batería.
  • Bajo especificaciones correctas de carga y descarga, la batería puede ser usada más de 500 ciclos. El uso de parámetros inadecuados tanto en la carga como en la descarga puede ocasionar importantes pérdidas en el número de ciclos de la batería.
  • Nunca se debe soldar directamente a los contactos de la batería ya que se pueden deteriorar los materiales orgánicos que forman parte en su construcción. Para hacer conexiones a las baterías es imprescindible hacerlo mediante terminales de Níquel o Plata-Níquel soldados a los contactos de la batería mediante soldadura por punto eléctrico.
  • Nunca se debe cortocircuitar las baterías de Ni-Cd porque pueden generar un calor muy elevado y generar gases a alta presión.

Asociación de baterías

Es muy habitual la asociación de baterías de Ni-Cd en packs para alcanzar el voltaje requerido por el equipo electrónico. El ensamblaje se realiza mediante terminales de Niquel soldados por punto eléctrico. Es común la incorporación al pack de elementos de protección siendo los más comunes los siguientes:

  • Polyswitch. Es un componente de una determinada intensidad nominal, por encima de la cual su resistencia se eleva mucho para impedir el paso de la corriente. Tras un tiempo de enfriamiento vuelve a una resistencia casi 0.
  • NTC. Es un componente electrónico cuya resistencia varía en función de la temperatura. Sirve para que un circuito electrónico supervise la temperatura del pack.
  • Termostato. Se utiliza para cortar el voltaje del pack cuando supera la temperatura nominal del termostato. Cuando la temperatura baja, el termostato se rearma.
  • Termofusible. Es otro dispositivo de seguridad que se corta cuando la temperatura del pack supera la nominal del dispositivo.

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