Pilas secundarias

Pilas Secundarias: Acumuladores de Níquel
Que es un acumulador
Batería, batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, se le denomina al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctricosecundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.
Principio de funcionamiento del acumulador
El funcionamiento de un acumulador está basado esencialmente en un proceso reversible llamado reducción-oxidación (también conocida como redox, figura 1), un proceso en el cual uno de los componentesse oxida (pierde electrones) y el otro se reduce (gana electrones); es decir, un proceso cuyos componentes no resulten consumidos ni se pierdan, sino que meramente cambian su estado de oxidación, que a su vez puedan retornar al estado primero en las circunstancias adecuadas. Estas circunstancias son, en el caso de los acumuladores, el cierre del circuito externo, durante el proceso de descarga, yla aplicación de una corriente, igualmente externa, durante la carga.

Parámetros de un acumulador
* La tensión o potencial [ V ] determinar si el acumulador es conveniente para el uso al que se lo destina. Viene fijado por el potencial de reducción del par redox utilizado; suele estar entre 1 V y 4 V por elemento.
* La cantidad de corriente que puede Almacenar el elemento o capacidaddel acumulador, se mide en Amper hora [AHs]. Es de especial importancia en casos donde la corriente máxima es importante, por ejemplo los motores de arranque de los automóviles exigen esfuerzos muy grandes de la batería cuando se ponen en funcionamiento (centenas de A), pero actúan durante poco tiempo.
* La capacidad eléctrica se mide en la práctica por referencia a los tiempos de carga y dedescarga en A. La unidad SI es el coulomb (C)
C = A x s = A x h/3600 => Ah = 3600 C.
* La energía que puede suministrar una batería depende de su capacidad y de su voltaje, se mide habitualmente en Wh (watt-hora); la unidad SI es el Joule.
J = W*s = W*h/3600 => Wh = 3600 J
* La resistencia de los acumuladores es muy inferior a la de las pilas, loque les permite suministrar cargas mucho más intensas que las de éstas, sobre todo de forma transitoria. Por ejemplo, la resistencia interna de un acumulador de plomo-ácido es de 0,006 ohm, y la de otro de Ni-Cd, de 0,009 ohm.

* El rendimiento es la relación porcentual entre la energía eléctrica recibida en el proceso de carga y la que el acumulador entrega durante la descarga. El acumuladorde plomo-ácido tiene un rendimiento de más del 90%. las baterías Ni-CD un 83%
* Otra de las características importantes de un acumulador es su masa o su peso, y la relación entre ella y la capacidad eléctrica (Ah/kg) o la energía (Wh/kg) que puede restituir. En algunos casos puede ser también importante el volumen que ocupe (Ah/m3) o (Ah/litro).
Acumuladores de Niquel-Cadmio
Funcionamientoelectroquímico
Estas son las pilas portátiles recargables más comunes que existen. El proceso electroquímico de un acumulador de Ni-Cd (figura 1) se basa en la construcción de un placa positiva (ánodos), formada por hidróxido de níquel, y una negativa (cátodos) de oxido o hidróxido de cadmio. Estas dos placas se encuentran inmersas en un electrolito que suele ser una disolución acuosa de 20% dehidróxido de potasio con otros elementos.
* Voltaje proporcionado: 1,2V
* Densidad de energía: 50 Wh/Kg
* Capacidad usual: 0.5 a 1.0 Amperios (en pilas tipo AA)
* Efecto memoria: muy Alto

Fig.1. Acumulador de Ni-Cd

Formas, tamaños, características y aplicaciones

Formato cilíndrico.

Los acumuladores de níquel-cadmio se fabrican en una amplia variedad de tamaños y formas,...