Célula primaria y célula secundaria
La batería, o combinación serie - paralela de celdas electroquímicas, es un dispositivo de almacenamiento de energía que todavía se usa ampliamente en la actualidad. La división básica de baterías según su uso se refiere a su capacidad para cargarse.
Así que hay celdas primarias que no se pueden cargar y celdas secundarias (recargables).
¿Qué es la célula primaria?
Las celdas primarias son aquellas que no pueden recargarse y deben desecharse después de la expiración de su vida útil. Si el electrolito no está en forma líquida, estamos hablando de células secas.
Células primarias Generalmente tienen una alta densidad de energía, capacidad, se descargan lentamente, son fáciles de usar y no son excesivamente costosos. Las alcalinas son probablemente las baterías primarias más utilizadas.
Suelen tener ánodo de zinc, cátodo de carbono y electrolito. La curva de voltaje para descargar baterías alcalinas es muy pronunciada (casi lineal).
Cuando la batería se vacía, su voltaje cae casi linealmente. Dichas celdas, por lo tanto, no son adecuadas para cámaras digitales, ya que requieren un voltaje relativamente alto para su funcionamiento. Por lo tanto, la batería alcalina se muestra como "vacía" después de unas horas de uso, aunque en realidad no lo está.
La mayoría de las celdas primarias son cómodas, siempre disponibles y respetuosas con el medio ambiente. También tienen una densidad de energía extremadamente alta.
Solo en los últimos años, las células recargables han alcanzado la densidad de las células primarias, pero las baterías alcalinas convencionales producen casi un 50% más de energía que una célula secundaria de ion litio comparable.
Estas células cargan y suministran continuamente todo tipo de dispositivos, desde dispositivos básicos hasta dispositivos y aplicaciones especializadas. Las celdas primarias se usan más comúnmente en relojes de pulsera, controles remotos, juguetes para niños y dispositivos electrónicos de entretenimiento no exigentes. También se usan donde el cobro es impráctico o imposible, en casos de técnicas militares y de rescate, en estaciones de control de difícil acceso y similares.
Debido a los bajos precios, son especialmente adecuados cuando los requisitos de energía no son muy altos, donde los dispositivos no requieren un alto nivel de energía para su funcionamiento y solo necesitan un voltaje constante.
¿Qué es la célula secundaria?
Con el aumento de dispositivos portátiles como computadoras portátiles, teléfonos inteligentes o reproductores de MP3, existe una creciente demanda de buenas baterías que no tendremos que cambiar cada dos días. Y aquí llegamos a la necesidad de células recargables (secundarias).
El principio de su trabajo es en realidad el mismo: la electricidad se genera a través de una reacción química que involucra ánodos, cátodos y electrolitos, pero la diferencia está en la composición química de las células contenidas en las baterías.
Aquí tenemos el caso de que la reacción química es reversible. Cuando la batería "consume" (o cuando los iones cargados negativamente van al lado positivo de la batería), la batería se carga. Al conectar una celda secundaria a una fuente externa de energía eléctrica (por ejemplo, electricidad), ocurre el proceso opuesto: los iones cargados negativamente regresan al lado negativo de la batería y se pueden usar nuevamente.
Las baterías secundarias más utilizadas en el mercado son: iones de litio (LiOn), hidruro de níquel-metal (NiMH) y níquel-cadmio (NiCd). Cuando se habla de baterías secundarias, hay que decir que no todas son iguales. Las NiCd (níquel-cadmio) fueron las primeras baterías secundarias que se usaron en todo el mundo, pero tuvieron un pequeño problema: el "efecto memoria".
El efecto de memoria significa que debe rellenarlos y vaciarlos cada vez, de lo contrario perderán su capacidad rápidamente. Esto ha llevado a una situación en la que las personas están cambiando a níquel-hidruro metálico (NiMH). Tenían una capacidad algo mayor y no "sufrieron" el efecto de la memoria, pero su vida útil fue corta: se podrían llenar y vaciar alrededor de 100 veces.
Y, finalmente, las baterías LiOn más populares se utilizan en la actualidad, que han demostrado ser la mejor variante. Quizás su capacidad es algo menor, pero la tecnología para hacerlos es más simple que las mencionadas anteriormente, son más pequeñas, más fáciles y tienen un ciclo de 1000 de carga y descarga.
Diferencia entre células primarias y secundarias
Las células primarias son a menudo "células secas", en relación con la tecnología para hacerlas. Es porque no hay fluidos en la batería, pero las celdas están llenas de pasta que permite el movimiento de los iones, pero evita que se derramen. Las células secundarias utilizan los otros dos tipos de células: células húmedas (líquidas, células inundadas) y sal fundida (células líquidas con una composición ligeramente diferente).
Las células primarias tienen una alta resistencia interna, una reacción química irreversible, una mayor capacidad, son generalmente más pequeñas y livianas, y en general son más baratas. Las células secundarias tienen menor resistencia interna, deben cargarse, tienen reacciones químicas reversibles y son más complejas y caras.
Las células primarias se utilizan en dispositivos que requieren una corriente pequeña pero constante: relojes, juguetes, equipos de seguridad, etc.Las celdas secundarias se utilizan en dispositivos portátiles: computadoras portátiles, teléfonos móviles, reproductores de mp3, tabletas, etc.
Célula primaria vs. secundaria: tabla de comparación
Resumen de las células primarias y secundarias
- Las células primarias son capaces de producir corriente eléctrica en el momento de la génesis. También se denominan baterías desechables, ya que están diseñadas para un solo uso y para desecharlas. Estas son las celdas más utilizadas en dispositivos portátiles que no requieren alto voltaje. En principio, las baterías primarias no se pueden llenar repetidamente de manera confiable porque las reacciones químicas no son reversibles y es poco probable que los materiales utilizados regresen a su estado primario.
- Las celdas secundarias deben cargarse antes de su uso. También llamadas baterías recargables, se pueden recargar al traerles una corriente eléctrica, que invierte el curso de la reacción química que se produce durante el uso de la batería.
