desktop

Comprendiendo la entrega energética de una batería

Hola electrónicos.

Voy directo al asunto. Tengo una batería con las siguientes especificaciones:

* 3.8 V
* 9.88 Wh

Suponiendo que está completamente cargada, esto quiere decir que la batería puede entregar hasta 2.6 Amperes en una hora antes de agotar su energía?
 
Depende de varios factores. Uno de ellos, la quimica de la bateria. Otros, el tipo de bateria (hay baterias que admiten descarga profunda, y otras que no).
 
Hola electrónicos.

Voy directo al asunto. Tengo una batería con las siguientes especificaciones:

* 3.8 V
* 9.88 Wh

Suponiendo que está completamente cargada, esto quiere decir que la batería puede entregar hasta 2.6 Amperes en una hora antes de agotar su energía?

Directo a la respuesta: NO



Una batería no es un reservorio ideal de energía, cuanto mayor sea la corriente de descarga menor será el producto I_descarga x Duracion.

Generalmente,los Wh o Ah que vienen especificados en una batería corresponden a corrientes de descarga bajas.
Por ejemplo en las baterías de gel corresponde a una descarga de 20hs. Si la batería era de 7.2Ah significa que sacando 360mA durará 20hs.
 
Perfecto, si... es un hecho que estaba planteando un "mundo ideal" sin meter en el medio los factores que mencionaron. Creo que me quedó clara la cuestión. En este caso, no dice Ah, sino Wh, pero asumo que es lo mismo, digamos que sacando 360 mA, teniendo como especificación en la batería 9.88 Wh, esta va a durar 7.2 horas. Es así?
 
Esa es la idea, lo que pasa es que las condiciones del ensayo usado para especificar la capacidad dependen del tipo de batería, de lo único que podés estar seguro es que si sos ambicioso con la corriente te va a durar mucho menos de lo etiquetado.

Mas info: Ver videos de Dave Jones al respecto:

Tiene otros en Youtube sobre medición de la capacidad, mitos etc. Lamentablemente in english.
 
Una bateria de 3.8V es probablemente de litio y en esas baterias es comun la especificacion a corrientes de descarga altas. Las de LiPo pueden entregar corrientes de pico altisimas y corrientes promedio de varias veces 'C'.

De hecho en aeromodelismo el tiempo de uso tipico de muchas baterias LiPo es de 10 a 15 minutos.
Por eso dije que depende muchisimo de la quimica de la bateria.
 
Última edición:
Tienes que ver la profundidad de descarga que permite.
Normalmente si la descargas hasta el 0% la batería se destruye o se deteriora muchísimo.
Algunas esto se gestiona con la tensión mínima; si baja de 3,2V por decir algo, no debes de seguir usándola. Además esta tensión se mide sin carga...
 
Para complementar un poco lo que han dicho los compañeros, el hecho que tengas la capacidad energética en Wh tiene relación con los Ah, peeeero, no es exactamente lo mismo que multiplicar el voltaje nominal de la batería con la capacidad de corriente. Se indica Wh por tradición y porque al parecer es más familiar nombra vatios y nombrar horas así que calcular la energía en Wh se puede simplificar con una multiplicación, pero esto es una ida muy aproximada al no tenerse en cuenta otros factores.

Para empezar, un Wh es al equivalente de la energía que sale o entra en 1h a la batería. Pero esto sería cierto si durante esa hora el voltaje y el amperaje se mantuviera constante. Es mucho mejor pensar que el voltaje y el amperaje, es decir, la potencia entregada o adquirida se mantiene constante en un periodo relativamente corto en el tiempo. Para el caso de baterías es bastante cierto para periodos de 1s. Esto quiere decir que si se mantuviera el voltaje y amperaje durante 1h, es decir 3600s, tenemos que 1Wh equivale a 3600Ws. Si tienes entonces una batería de 9.88Wh, si la especificación es precisa, tienes una batería que almacena 35568Ws. ¿pero no da lo mismo expresarlo de una manera u otra? Bueno, es que cuando expresas Wh o Ws piensas en potencia a lo largo del tiempo, pero esa es exactamente la definición de energía, de hecho la definición de 1Ws es igual a 1 Julio, y 1J se puede considerar como si fuera un paquete​ que dentro tiene la suficiente energia, por ejemplo, para calentar 0.239 °C de temperatura un gramo de agua a una presión de una atmósfera. O para que se mueva una fuerza de 1N a lo largo de 1m. Por lo que tu batería tiene dentro 35568 J o paquetitos energéticos. Ocurre que tu batería también tiene una resistencia interna que depende de la velocidad de los portadores de carga de la batería, que, a diferencia de los condensadores, en la batería no son electrones, sino átomos ionizados que se mueven en medio líquido o humedo, por lo que cuanto más pesados son esos iones, mayor resistencia interna. De ahí que se busque hacer baterías con elementos ligeros como el Litio ya que la densidad energética(dependiente del peso) y la resistencia interna(dependiente de la velocidad de los átomos ionizados) es mucho mejor.

Entonces puedes pensar en que cuando conectas tu batería a una carga, tienes dos resistencias en serie, y cuando conectas a un cargador, tienes una batería con una resistencia en serie. De ahí que los voltajes en carga y descarga sean distintos. Es la resistencia interna la que se come la diferencia de energía entre el voltaje de la batería y el de la carga o descarga. Y cuando digo que se la come, es que se la come, es decir, que parte de los julios de la batería, o de los paquetitos energéticos se usan para calentar la propia batería. Puede que el calor perdido sea apreciable en aumento de temperatura o no (porque este bien ventilada la batería por ejemplo), pero a medida que se incrementan la cantidad de julios que se extraen a la vez en la batería, más julios se pierden en calentarla porque más energía necesitan los iones para vencer su propio peso y moverse en mas cantidad.

Si consideras una batería en descarga, la máxima potencia instantánea que puede desarrollar es cuando la carga que le conectas es igual a la resistencia interna de la batería, pero entonces la mitad de la energía se va a marchar calentando la batería (puede que peligrosamente) así que a la carga solo le va a llegar la mitad de julios que a una carga con una resistencia muchísimo más alta (es decir, que consuma mucha menos corriente).

Para colmo, la primera vez que se carga una batería recibe una energía X, y la primera descarga no equivale a la entrega de X, ya sea calentando la batería o cediendo la carga al circuito exterior, sino que será un 99.7% (por poner un caso típico) de X, y esto pasa porque no todos los iones que reciben energía la pueden soltar después. Algunos iones quedan atrapados para siempre en cavidades e imperfecciones de los electrodos. Otros reaccionan, aunque sea muy lentamente, con electrodos o electrolitos creando compuestos inertes que se quedan inmóviles o si son gases, escapan de la batería, pero no es lo único que va reduciendo la capacidad de carga. El electrolito se puede evaporar o reaccionar, y al haber menos electrolito, a los iones les cuesta más moverse por lo que aumenta la resistencia interna y las pérdidas por calor.

Pasadas unas 200 cargas/descargas, la batería apenas almacena un .997^200=54% de la carga original y la resistencia interna es mucho más alta por lo que para según que aplicaciones, esa batería ha llegado a su final de vida.
 
Atrás
Arriba