Hispanopedia WikiEl efecto memoria , también conocido como efecto de batería , efecto de batería perezosa o memoria de batería , es un efecto observado en las baterías recargables de níquel-cadmio que provoca que retengan menos carga. [ 1 ] [ 2 ] Describe la situación en la que las baterías de níquel-cadmio pierden gradualmente su capacidad energética máxima si se recargan repetidamente después de haber sido descargadas solo parcialmente. La batería parece "recordar" la menor capacidad. [ 3 ]
Efecto de memoria verdadero
El término «memoria» proviene de una aplicación aeroespacial de níquel-cadmio en la que las celdas se descargaban repetidamente hasta el 25 % de su capacidad disponible (con una tolerancia del 1 %) mediante un control informático preciso, para luego recargarse al 100 % de su capacidad sin sobrecarga. [ 4 ] Este régimen de ciclo repetitivo a largo plazo , sin protección contra la sobrecarga, provocaba una pérdida de capacidad más allá del punto de descarga del 25 %. La memoria verdadera no puede existir si se cumple alguna (o más) de las siguientes condiciones:
- Las baterías alcanzan la sobrecarga total.
- La descarga no es exactamente la misma en cada ciclo, con una variación de más o menos el 3%.
- La descarga es inferior a 1,0 voltio por celda [ 4 ].
El verdadero efecto memoria es específico de las celdas de níquel-cadmio con placas sinterizadas y es extremadamente difícil de reproducir, especialmente en celdas de menor amperaje-hora. En un programa de prueba específico diseñado para inducir el efecto, no se observó ninguno después de más de 700 ciclos de carga/descarga controlados con precisión. En dicho programa, se utilizaron celdas de un amperio-hora con bobinado en espiral. En un programa posterior, se utilizaron celdas de tipo aeroespacial de 20 amperios-hora con un régimen de prueba similar; se observaron efectos memoria después de unos cientos de ciclos. [ 5 ]
Otros problemas percibidos como efecto de la memoria
También pueden ocurrir fenómenos que no son verdaderos efectos de memoria en otros tipos de baterías, además de las celdas de níquel-cadmio con placas sinterizadas. En particular, las celdas de litio, que normalmente no están sujetas al efecto memoria, pueden cambiar sus niveles de voltaje de manera que el sistema de control de la batería perciba una disminución virtual de la capacidad. [ 6 ]
Efectos temporales
Disminución de voltaje debido a sobrecarga prolongada.
Un fenómeno común que suele atribuirse al efecto memoria es la disminución de la tensión. En este caso, la tensión de salida de la batería cae más rápidamente de lo normal a medida que se usa, aunque la capacidad total se mantenga prácticamente igual. En los equipos electrónicos modernos que monitorizan la tensión para indicar la carga de la batería, esta parece descargarse muy rápidamente. Para el usuario, da la impresión de que la batería no retiene su carga completa, lo que se asemeja al efecto memoria.
Este es un problema común en dispositivos de alta carga, como cámaras digitales especializadas y teléfonos inteligentes , ya que las cámaras digitales utilizan una gran y rápida ráfaga de energía para crear cada destello de luz, los teléfonos inteligentes siguen funcionando incluso cuando están "apagados" ( desfragmentación , sincronización en la nube , ejecución de ciertas aplicaciones en segundo plano ), y tanto las cámaras digitales como los teléfonos inteligentes escriben una gran cantidad de datos en la memoria (toma de fotografías de alta resolución y transmisión continua de audio/vídeo, respectivamente) en períodos de tiempo muy cortos.
La depresión de voltaje es causada por la sobrecarga repetida de una batería, lo que provoca la formación ( precipitación ) de pequeños cristales sólidos de electrolito en las placas, que reciben diversos nombres cuando alcanzan longitudes significativas, como bigotes, dendritas y cristales. [ 7 ] Estas "costras" en las superficies de las placas cargadas cubren el área superficial útil, que es la que se utiliza para el intercambio iónico (es decir, el movimiento de carga eléctrica a través del "líquido" electrolítico) cuando la batería funciona correctamente. Esta costra aumenta la resistencia y reduce el voltaje de algunas celdas individuales de la batería. Esto hace que la batería en su conjunto parezca descargarse rápidamente, ya que esas celdas individuales se descargan rápidamente y el voltaje de la batería en su conjunto cae repentinamente. [ 8 ] Este efecto es muy común, ya que los cargadores de mantenimiento domésticos suelen sobrecargar. Se sabe, por ejemplo, que las baterías de níquel-metal hidruro experimentan esta forma de pérdida de capacidad, a menudo atribuida erróneamente al efecto memoria. [ 2 ]
Reparar
El efecto puede superarse sometiendo cada celda de la batería a uno o más ciclos de carga/descarga profunda, donde la idea central es proporcionar la corriente justa en los filamentos de diámetro extremadamente pequeño (y por lo tanto de alta resistencia) para crear suficiente calor durante uno o más ciclos de carga y descarga para "derretir" (disolver) los filamentos sólidos de nuevo en el electrolito líquido, eliminando así el cortocircuito (la trayectoria eléctrica entre láminas con carga opuesta) que permitía que la carga se disipara más rápidamente. [ 9 ] [ 10 ]
Esto debe hacerse con las celdas individuales dentro de una batería, no con una batería multicelda; en una batería, algunas celdas pueden descargarse antes que otras, lo que provoca que esas celdas sean sometidas a una corriente de carga inversa por parte de las celdas restantes, lo que podría causar daños irreversibles.
También pueden formarse filamentos (es decir, " precipitar ") después de que la temperatura interna de la batería haya disminuido, debido a que el electrolito líquido pasa a un estado sobresaturado y, por lo tanto, crece sobre las láminas cargadas existentes (los puntos de nucleación) para reducir la concentración de iones excesivamente alta dentro del líquido.
Para ayudar a prevenir esta causa de formación de filamentos, es importante mantener (rellenar) los niveles de líquido electrolítico en ciertos tipos de baterías que son propensas a la liberación de gas (por ejemplo, la función de seguridad de liberación de gas hidrógeno).
Altas temperaturas
Las altas temperaturas también pueden reducir el voltaje cargado y la carga aceptada por las celdas. [ 4 ]
Otras causas
- Funcionamiento por debajo de 32 °F (0 °C)
- Altas tasas de descarga (superiores a 5C) en una batería no diseñada específicamente para tal uso.
- Tiempo de carga inadecuado
- Cargador defectuoso [ 4 ]
Pérdida permanente de capacidad
Descarga profunda
Algunas baterías recargables pueden dañarse por descargas profundas repetidas. Las baterías están compuestas por varias celdas similares, pero no idénticas. Cada celda tiene su propia capacidad de carga. A medida que la batería se descarga profundamente, la celda con menor capacidad puede llegar a cero y se "cargará inversamente" al seguir las demás celdas forzándola a pasar corriente. La pérdida de capacidad resultante se suele atribuir al efecto memoria.
Los usuarios de baterías pueden intentar evitar el efecto memoria descargándolas completamente. Sin embargo, esta práctica suele causar más daños, ya que una de las celdas se descarga en exceso. El daño se concentra en la celda más débil, de modo que cada descarga completa adicional la perjudica cada vez más. Las descargas profundas repetidas pueden agravar la degradación de la celda más débil, provocando un desequilibrio en la batería, donde la celda afectada se convierte en un factor limitante del rendimiento general. Con el tiempo, este desequilibrio puede resultar en una menor capacidad, una menor autonomía y el riesgo de sobrecarga o sobrecalentamiento de las demás celdas, lo que compromete aún más la seguridad y la vida útil de la batería.
Edad y uso: final de vida normal
Todas las baterías recargables tienen una vida útil finita y pierden gradualmente capacidad de almacenamiento a medida que envejecen debido a reacciones químicas secundarias en su interior, independientemente de si se utilizan o no. Algunas celdas pueden fallar antes que otras, pero el efecto es reducir el voltaje de la batería. Las baterías de litio tienen una de las vidas útiles en reposo más largas de cualquier tipo. Desafortunadamente, el número de ciclos operativos sigue siendo bastante bajo, aproximadamente entre 400 y 1200 ciclos completos de carga/descarga. [ 11 ] La vida útil de las baterías de litio disminuye a temperaturas y estados de carga (SoC) más altos, tanto si se utilizan como si no; la vida útil máxima de las celdas de litio cuando no se utilizan (es decir, en almacenamiento) se logra mediante la refrigeración (sin congelación) mientras se cargan al 30 %-50 % de SoC. Para evitar la sobredescarga, la batería debe volver a la temperatura ambiente y recargarse al 50 % de SoC una vez cada seis meses o una vez al año. [ 12 ] [ 13 ]
Véase también
Referencias
- ^ Bergveld, HJ; Kruijt, WS; Notten, Peter HL (30 de septiembre de 2002). Sistemas de gestión de baterías: diseño por modelado . Saltador. págs.38– . ISBN 9781402008320Consultado el 5 de junio de 2013 .
- 1 2 "Depresión de voltaje ("Efecto memoria")" . Duracell.com . Procter & Gamble . Archivado del original el 3 de marzo de 2009. Recuperado el 15 de septiembre de 2015 .
- ↑ Linden, David; Reddy, Thomas B. (2002). Manual de baterías (3.ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill. págs. 28-218 . ISBN 0-07-135978-8.
- 1 2 3 4 Preguntas frecuentes sobre reparaciones, citando la nota técnica de GE Davolio, G., & Soragni, E. (1998). Journal of Applied Electrochemistry, 28(12), 1313–1319. doi:10.1023/a:1003452327919
- ↑ " Preguntas frecuentes de Sci.Electronics: Más información sobre baterías" . www.repairfaq.org
- ↑ "El efecto memoria también se encuentra ahora en las baterías de iones de litio" . Instituto Paul Scherrer . Consultado el 10 de abril de 2021 .
- ↑ "Baterías de níquel-cadmio: un medio para el estudio de filamentos metálicos y dendritas" (PDF) . NASA.gov . NASA. 6 de diciembre de 2006. Consultado el 31 de enero de 2026 .
- ↑ Savage, Adam; et al. (Alex Hao, Andreas Bastian). "Los sorprendentes fallos de las baterías de iones de litio 18650" . YouTube.com . Adam Savage's Tested . Consultado el 31 de enero de 2026 .
- ↑ "Baterías como fuentes de energía eléctrica" . www2.eng.cam.ac.uk. Archivado del original el 13 de septiembre de 2020. Consultado el 2 de julio de 2010 .
- ↑ van Roon, Tony (2002). "El adaptador ZAP rejuvenece las baterías NiCad muertas" . Archivo de Internet . Archivado del original el 1 de julio de 2008. Recuperado el 31 de enero de 2026 .
- ↑ Tipos y características de baterías para HEV ThermoAnalytics, Inc., 2007. Consultado el 11 de junio de 2010.
- ↑ "Guía de mantenimiento de baterías de iones de litio ZZZ" (PDF) . Tektronix, Inc. Consultado el 16 de diciembre de 2013 .
- ↑ "Precauciones de seguridad para pilas y baterías de iones de litio y polímero de litio" . Ultralife Corporation. Archivado del original el 27 de marzo de 2022. Consultado el 16 de diciembre de 2013 .
Lecturas adicionales
- Manual de aplicaciones de baterías recargables de Gates Energy Products, publicado desde el 10 de abril de 1992.
- Comprender la electricidad y la electrónica en unos 10 minutos
- Carga de la batería
- Baterías recargables