Las Baterías de Ni-Cad

 Temas:
 
1. Introducion
2. Carga de baterias de niquel cadmio
Carga Normal
Carga Rapida
Carga Acelerada
Goteo o sostenimiento de carga
Medida de la rata de Carga
3. Sencillo sistema de Carga
4. Reciclado de baterias NI-CD
5. Problemas de los paquetes de baterias Ni-CD
6. Recomendaciones para el cuidado de las baterías NI-CD

 

1. Introduccion

Dentro de todo equipo electrónico portátil, debe existir una fuente de poder o de alimentación. En gran mayoría de los casos, esta fuente de poder esta constituida por un paquete de baterías; en algunos casos recargables en otros baterías comunes o alcalinas.
 

Este documento pretende orientar a los interesados en el conocimiento de el mantenimiento, carga y reciclado de baterías recargables del tipo níquel cadmio, uno de los tipos mas utilizados cuando de paquetes recargables se trata.

 


2. Carga de baterías de niquel cadmio

2.1 Ratas de Carga:

Para recargar una batería, es necesario hacer fluir una cantidad de energía a través de ella ( Flujo de corriente). Esta cantidad de flujo de energía es lo que llamamos rata de carga, la cual se mide en miliamperios (mA) y de la que depende el tiempo necesario para lograr la carga completa de la batería.
 

La rata de carga es de vital importancia durante la carga de la batería, pues un exceso de ella pueda dañar , deteriorar o disminuir la vida útil de la bateria.

Básicamente existen cuatro métodos o ratas de carga para baterias de NI-CD
 

Carga larga o normal

Carga rápida

Carga acelerada

Carga de goteo

 

  • Carga larga o normal : En ingles conocida como (Overnight) con este método una batería recargada alcanza su 100% de carga entre 14 a 16 horas. La rata de carga esta determinada por la formula C/10, donde C corresponde a la capacidad de la batería en miliamperios hora. Ejemplo: Para cargar una paquete de batería de 600 mAH, la rata de carga para carga normal será de 60 mA, Para una batería de 700 mAH, será de 70 etc.
    Este método de carga es el mas usado y además el mas seguro, pues las baterías de NI-CD pueden permanecer bajo esta rata de carga durante largos periodos; días e inclusive semanas sin sufrir daños.

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  • Carga rápida: En ingles (QUICK) . Una batería de NI-CD descargada, puede alcanzar su carga máxima en 4 o 6 horas, la rata de carga esta determinada por C/3, es decir, la capacidad especificada de la batería dividido por 3.

No es recomendable dejar las baterías a esta rata de carga por mas de 6 horas, pues esto puede generar una sobrecarga de la batería.

Muchas baterías de NI-CD pueden aceptar este tipo de carga, pero este no es muy recomendable, porque disminuye el tiempo de vida útil de la batería.

 



 

  • Carga Acelerada: En ingles "FAST ". Con una carga acelerada se logra el 100 % de la carga de la batería en 15 minutos o menos. La rata de carga la determina la formula 3C o tres veces la capacidad especificada de la batería. Muchas baterías de NI-CD hoy en día aceptan este tipo de carga, sin embargo, esta solo debe realizarse utilizando cargadores especializados porque el tiempo de carga es muy critico para prevenir la sobrecarga y deterioro de la batería.
     

 


  • Carga de goteo: En ingles (TRICKE o FLOAT) Esta rata de carga proporciona a la batería la energía perdida durante el tiempo en que este sin uso. La rata de carga se define como C/50 (capacidad especificada dividida por 50). Las baterías de NI-CD pueden permanecer bajo esta rata de carga durante un tiempo indefinido, sin que estas sufran daños y sosteniendo siempre el 100% de la carga. El uso de esta rata de carga es solo para sostener la carga de la batería, mas no para cargarla.

    Antes de usar este método, se debe cargar por completo la batería, preferiblemente con carga normal (16 horas).


Nota: Las celdas de batería de níquel cadmio deben cargarse siempre en serie y nunca en paralelo.


 


2.2 Medida de la rata de carga:
 

La rata de carga de una batería, es en realidad la cantidad de corriente que circulara a través de ella durante el periodo de carga. Es pues esto que para medirla es necesario abrir el circuito entre el cargador y la batería, para hacer que esta corriente circule por el instrumento de medida (Mili Amperímetro)como se ilustra en la siguiente gráfica.
 

 

Si el instrumento a utilizar es análogo (de aguja), la polaridad de conexión es importante, asegúrese de que este correcta.
 

Nota: Si el instrumento (miliamperimero), a pesar de estar bien conectado, indica corriente negativa, esto indica que la corriente esta circulando de la batería hacia el cargador y por tanto no se esta cargando sino que al contrario se esta perdiendo carga. Revise el cargador.
 


3. Un sencillo cargador:

El circuito que se muestra a continuación consiste en un sencillo sistema para la carga de baterías de níquel cadmio que suministra una corriente constante al paquete y que considero de fácil construcción.

3.1 Consideraciones para la construcción:
 

Resistencia Rs: De esta resistencia depende la rata de carga del sistema, para calcularla utilice la formula 1.25 / Corriente deseada en amperios, por ejemplo, para una rata de carga de 60 mA 1.25 / .060 = 20.83 ohmios ( 1 Amp = 1000 mA).
 

Con la corriente desead y el valor de la resistencia Rs calculado podremos conocer la caida de voltaje sobre la resistencia Rs asi:

 

VRs = Corriente deseada X Rs

En nuestro ejemplo:

VRs = 0.060 X 20.83 = 1.25 Voltios

Esto significa que para obtener la corriente deseada del sistema, debemos tener un mínimo voltaje de fuente de:

Vminfte = Voltaje de batería + VRs
 

Para nuestro ejemplo suponiendo que la batería que queremos cargar es de 4.8 v

Vminfte = 1.25 + 4.8 = 6.05 Voltios

Calculemos ahora la potencia de la resistencia que usaremos:
 

PRs = VRs X Corriente deseada
 

PRs = 1.25 X 0.060 = 0.075 vatios
 

Por tanto una resistencia de ¼ de vatio (0.25 vatios) será mas que segura para nuestro sistema.
Si la potencia disipada por la resistencia es superior a la potencia nominal de la resistencia, esta sufrirá calentamiento y probablemente su ruptura.
 

3.1.1 Selección del transformador:

EL transformador deberá tener un voltaje secundario superior al voltaje mínimo de fuente (Vminfte) que acabamos de calcular. Unos 3 voltios por encima de este valor estará bien. El voltaje primario dependerá de el que disponga en la zona donde se usara el cargador normalmente (110 o 220 voltios)

3.1.2 Rectificador o puente de diodos:

Debe tenerse en cuenta que la corriente que este soporte sea superior a la corriente de carga. Ejemplo para un cargador con una rata de carga de unos 500 mA yo usaría diodos de 1 Amperio como mínimo por seguridad .

3.1.3 Grafica de ayuda para el montaje:




 

 


4. Reciclado de baterías de níquel cadmio
 

Reciclar una batería recargable consiste en descargarla hasta un voltaje predeterminado con una corriente fija de descarga, tomando el tiempo que este proceso tarde. No debe descargarse la batería a menos de este voltaje predeterminado (1.1V por celda), porque esto causaría una inversión de polaridad en la batería o en algunas de sus celdas. En las baterías de níquel cadmio, este voltaje predeterminado es de 1.1 voltios por celda. Ejemplo para una batería de NI-CD de 9.6 voltios de 8 celdas, el voltaje será de 8.8 voltios total.
 

El reciclado de las baterías, no solo permite chequear el correcto funcionamiento de las mismas sino que también es de gran ayuda reciclar periódicamente las baterías para mantener su capacidad al máximo. Este proceso puede eliminar corto circuitos internos en las celdas, y borrar cualquier efecto de memoria que estas puedan haber adquirido.
 

Es posible reciclar baterías manualmente, pero hay que tener en la cuenta que permanentemente se deben monitorear 3 parámetros, voltaje, corriente y tiempo de descarga, todos ellos son críticos para el correcto aprovechamiento del proceso. Lo mas recomendable es utilizar aparatos automáticos diseñados especialmente para ello.
 

 


5. Problemas de los paquetes de baterías:
 

No siempre que un paquete de batería deja de funcionar correctamente, hay que remplazarlo por completo, por lo general, el problema lo ocasiona una o algunas de sus celdas. Con la ayuda de un voltímetro chequee el voltaje en cada una de las celdas, si alguna de ellas tiene un voltaje inferior a el voltaje predeterminado (1.1 voltios), reemplacela teniendo en la cuenta de usar el mismo tipo de celda y preferiblemente de la misma marca.

 


6. Recomendaciones para el cuidado de las baterías de níquel cadmio:
 

He aquí algunos consejos para conservar sus batería:
 

  • No exponga sus baterías a temperaturas extremas. El exceso de calor o de frío puede ser fatal para las baterías.
     
  • Cuando no estén en uso, guarde las baterías completamente cargadas, esto evitara la formación de corto circuitos en las celdas.
     
  • Tenga cuidado de no sobrecargar las baterías, esto puede ocurrir por exceso en el tiempo o la rata de carga.
  • Inspeccione periódicamente los paquetes de baterías en busca de sulfatos, malas soldaduras o deterioro de cables.