Una batería alcalina recargable , también conocida como manganeso alcalina recargable o recargable alcalina (RAM), es un tipo de batería alcalina que se puede recargar para un uso repetido. Union Carbide y Mallory introdujeron las baterías alcalinas recargables de primera generación a principios de la década de 1970. [1] [2] Se introdujeron varias patentes después de la interrupción del producto de Union Carbide y, finalmente, en 1986, se fundó Battery Technologies Inc de Canadá para desarrollar comercialmente un producto de segunda generación basado en esas patentes. Su primer producto que obtuvo la licencia y se vendió comercialmente fue a Rayovacbajo la marca comercial "Renovación". [3] Al año siguiente, Pure Energy lanzó las baterías "Pure Energy". Después de que las Renovaciones se reformularon para que no tuvieran mercurio en 1995, los alcalinos RAM con licencia posteriores no contenían mercurio e incluían ALCAVA, AccuCell, Grandcell y EnviroCell. [1] Se han introducido patentes posteriores y avances tecnológicos. Los formatos incluyen AAA , AA , C , D y baterías de 9 voltios a presión . Las baterías alcalinas recargables se fabrican completamente cargadas y tienen la capacidad de mantener su carga durante años, más que las baterías de NiCd y NiMH , que se autodescargan. [4] Las pilas alcalinas recargables pueden tener una alta eficiencia de recarga y tener menos impacto medioambiental que las pilas desechables.
Construcción de pilas recargables
Las pilas alcalinas recargables se construyen de forma muy similar a las pilas alcalinas desechables. Se presiona una pasta de cátodo en una lata de acero que forma el terminal positivo de la batería. El electrodo negativo consiste en polvo de zinc suspendido en un gel, con un contacto de clavo de acero que corre hasta la base de la celda para formar el terminal negativo. Las características de la pila alcalina recargable que difieren de una pila alcalina desechable incluyen la presencia de sulfato de bario u otros aditivos en la mezcla del cátodo, que mejoran el ciclo y aumentan la capacidad al prevenir la formación de compuestos de manganeso insolubles. El cátodo también tiene un catalizador para recombinar cualquier hidrógeno que se forme; El hidrógeno se produce cuando los granos finos de zinc creados durante la recarga son corroídos por el electrolito. Se agrega óxido de zinc a la mezcla de cátodos para reducir la generación de gas hidrógeno; el óxido de zinc se disocia con la carga para formar oxígeno. El separador entre ánodo y cátodo está formulado para ser particularmente resistente al crecimiento de granos de zinc, que podrían penetrar y provocar un cortocircuito en la celda. [4]
Las celdas se fabrican en estado cargado, listas para usar.
Aunque estas baterías se pueden usar en cualquier dispositivo que admita un tamaño estándar (AA, AAA, C, D, etc.), están formuladas para durar más tiempo en artículos de uso periódico. Este tipo de batería es más adecuado para su uso en dispositivos de bajo consumo como controles remotos o para dispositivos que se utilizan periódicamente como linternas (linternas), terminales de control remoto de televisión, radios portátiles, etc. Si se descargan por menos de 25 %, se pueden recargar durante cientos de ciclos hasta aproximadamente 1,42 V.Si se descargan en menos del 50%, se pueden recargar casi por completo durante unas pocas docenas de ciclos, hasta aproximadamente 1,32 V.Después de una descarga profunda, se pueden recargar llevados a su carga original de alta capacidad solo después de unos pocos ciclos de carga y descarga.
Recarga de alcalinos desechables
Los fabricantes no apoyan la recarga de baterías alcalinas desechables y advierten que puede ser peligroso. [5] A pesar de este consejo, se han recargado las pilas alcalinas y se han disponible cargadores. [6] La capacidad de una batería alcalina recargada disminuye con el número de recargas, hasta que se vuelve inutilizable después de aproximadamente diez ciclos. La corriente continua de baja ondulación no es adecuada para cargar baterías alcalinas desechables; más adecuada es una corriente pulsada a una velocidad de 40 a 200 pulsos por segundo, con un ciclo de trabajo del 80% . La carga pulsada parece reducir el riesgo de fuga de electrolitos, generalmente hidróxido de potasio (KOH). La corriente de carga debe ser baja para evitar la producción rápida de gases que pueden romper la celda. Las celdas que han perdido electrolito no son seguras ni aptas para su reutilización. Las celdas completamente descargadas se recargan con menos éxito que las celdas solo parcialmente descargadas, particularmente si se han almacenado en un estado descargado; los fabricantes de cargadores de batería no afirman recargar las celdas muertas. [6]
Intentar recargar una batería alcalina descargada puede provocar la producción de gas dentro del recipiente sellado; La presión generada por la rápida acumulación de gas puede abrir el sello de alivio de presión y provocar una fuga de electrolito. El hidróxido de potasio en el electrolito es corrosivo y puede causar lesiones y daños, particularmente corroyendo los contactos de la batería [ cita requerida ] en el equipo.
A medida que se descarga una batería alcalina, los productos químicos dentro de la batería reaccionan para crear una corriente eléctrica . A medida que se agotan los productos químicos y se acumulan los productos de la reacción, finalmente la batería ya no puede suministrar la corriente adecuada y se agota. Al conducir una corriente a través de la batería en la dirección inversa, el equilibrio se puede cambiar hacia los reactivos originales. Las diferentes baterías dependen de diferentes reacciones químicas. Algunas reacciones son fácilmente reversibles, otras no. Las reacciones utilizadas en la mayoría de las pilas alcalinas se incluyen en la última categoría. En particular, el zinc metálico generado impulsando una corriente inversa a través de la celda generalmente no volverá a su ubicación original en la celda y puede formar cristales que dañen la capa separadora entre el ánodo de la batería y el electrolito. [ cita requerida ]
Comparación con otras baterías recargables
La batería alcalina recargable fue, en un momento, más barata que otros tipos recargables. [4] Las celdas se pueden fabricar en el estado de carga completa y retienen bien su capacidad. Su capacidad es aproximadamente 2/3 de la de las células primarias . Son de construcción de celda seca, completamente sellados y no requieren mantenimiento. Las células tienen un ciclo de vida limitado, que se ve afectado por la descarga profunda; el primer ciclo proporciona la mayor capacidad y, si se descarga profundamente, una celda puede proporcionar sólo 20 ciclos. La energía disponible en cada ciclo disminuye. Al igual que las pilas alcalinas primarias, tienen una resistencia interna relativamente alta, lo que las hace inadecuadas para corrientes de descarga elevadas (por ejemplo, descargando toda su capacidad en una hora).
A diferencia de las baterías alcalinas recargables, las baterías de NiMH pueden soportar desde unos pocos cientos hasta mil (o más) ciclos de descarga profunda, lo que resulta en una larga vida útil; su limitación es ahora más por edad que por ciclos. [7] La capacidad de las pilas de NiMH es cercana a la de las pilas alcalinas. [7] A diferencia de todas las baterías alcalinas (recargables o no), la resistencia interna es baja. Esto los hace muy adecuados para aplicaciones de alta capacidad de corriente. [7] Las tasas de autodescarga son comparables, al menos hasta seis meses. [7]
Las baterías alcalinas recargables producen un voltaje de aproximadamente 1,5 V, en comparación con las baterías de NiCd y NiMH que producen aproximadamente 1,2 V. Para algunas aplicaciones, esto puede marcar una diferencia significativa. En los casos en que la resistencia no depende en gran medida del voltaje o la corriente, ya que la potencia varía con el cuadrado del voltaje, las baterías alcalinas recargables proporcionan aproximadamente un 50% más de energía. Por ejemplo, las lámparas incandescentes son mucho más brillantes cuando se alimentan con baterías alcalinas recargables que con baterías de NiCd o NiMH.
Notas ambientales
Las baterías alcalinas recargables se desarrollan a partir de baterías alcalinas primarias , diseñadas para resistir las fugas que podría causar una recarga, por lo que se pueden recargar de forma segura muchas veces.
De acuerdo con los sitios web de EnviroCell [8] y PureEnergy y de acuerdo con el antiguo empaque de Rayovac, las baterías alcalinas recargables de estos fabricantes no tienen mercurio ni cadmio.
Ver también
Referencias
- ^ a b Daniel-Ivad, J .; Kordesch, K. (3 de abril de 2002). "Tecnología de manganeso alcalino recargable: pasado-presente-futuro" (PDF) . Sociedad Electroquímica . Consultado el 28 de agosto de 2020 .
- ^ CR Lewart (otoño-invierno de 1975). "Sobrealimentador" (PDF) . Aficionado a la historia de la radio mundial / electrónica : 46 . Consultado el 28 de agosto de 2020 .
- ^ [ enlace muerto ] http://www10.zetatalk.com/docs/Batteries/Alkaline/Reusable_Alkaline_Battery_From_Rayovac_2007.pdf
- ^ a b c David Linden, Thomas Reddy (ed.), "Manual de baterías tercera edición", McGraw Hill, 2002 ISBN 0-07-135978-8 capítulo 36 Pilas recargables de zinc / alcalinas / dióxido de manganeso
- ^ Las pilas alcalinas desechables Duracell tienen la marca "No ... cargue ... La pila puede explotar o tener fugas".
- ^ a b Descripción y prueba de un cargador vendido para recargar baterías alcalinas desechables. Se probó descargando las baterías hasta que se agotaron por completo y recargándolas con éxito, a una capacidad inferior a la capacidad original, unas cuantas veces. Otros cargadores advierten que "reactivarán las baterías parcialmente descargadas, pero no restablecerán las completamente descargadas". [1]
- ^ a b c d "Hidruro metálico de níquel" (PDF) . Energizer Battery Manufacturing Inc.
- ^ "Pilas Alcalinas Recargables EnviroCell" . Envirocell.com . Consultado el 15 de octubre de 2010 .[ enlace muerto ]
enlaces externos
- Carga de pilas alcalinas
- Hidróxido de potasio MSDS de JTBaker
- Patente que describe el cargador de baterías alcalinas