Comprensión del efecto de expansión en baterías Li-Po
Análisis técnico del fenómeno de expansión en baterías de polímero de litio, diferenciando entre arquitecturas Pouch Cell y Prismatic Cell, y sus implicaciones en la vida útil.
En este artículo explicamos el fenómeno que ocurre en las baterías de diversos componentes electrónicos, las cuales dependen, en su mayoría, para el arranque inicial del dispositivo y para suplir la fuente de alimentación primaria en caso de fallo. Nos enfocamos específicamente en las baterías de polímero de Litio, mejor conocidas como Li-Po (Lithium Polymer).
Tipos de baterías en interfaces de comunicación
Existen dos tipos de baterías que normalmente se utilizan en las interfaces de comunicación para los paneles de alarma:
- Batería Pouch Cell: La más usada en equipos de comunicación. Utiliza una cubierta de tipo “bolsa plástica” y está disponible en diversos tamaños y modelos.
- Batería Prismatic Cell: Normalmente utilizada en celulares y tabletas, utiliza una cubierta de metal.
Arquitectura de las baterías
Una batería está conformada por electrodos positivos llamados cátodos y negativos (ánodos), responsables de conectar un circuito eléctrico a una parte metálica. Los cátodos de las baterías Li-Po están hechos con compuestos químicos (polímeros). Como este material es maleable, las células que componen la batería pueden tener el formato de una bolsa (Pouch Cell).
En las baterías Pouch Cell, las células son envueltas en un material flexible, lo que las torna ligeras. En las Prismatic Cell, las células son envueltas en un material rígido, haciéndolas más pesadas. Otra diferencia entre los dos modelos es la densidad de energía: la Pouch Cell tiene mayor densidad, consiguiendo abastecer de más carga que una Prismatic Cell del mismo tamaño.
Efecto de expansión
Durante el proceso de carga y descarga de las baterías, se generan gases debido a las reacciones químicas de sus elementos. En algunos casos, después de un promedio de 500 ciclos de recarga, la cubierta puede expandirse. La expansión de la batería en condiciones normales de operación no altera el tiempo de vida útil de sus compuestos químicos.
Sin embargo, una fuente de alimentación con corriente insuficiente para recargar la batería hace que los ciclos sean más constantes. Esta recarga irregular provoca que la batería se expanda en un menor tiempo de uso y reduce su vida útil. Asimismo, el exceso de temperatura y humedad, además de expandir la batería, también reduce drásticamente su tiempo de vida útil.