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La batería LiPo es un tipo recargable de batería utilizada para alimentar dispositivos electrónicos de consumo, incluidos drones y teléfonos. Sin embargo, el conocimiento sobre los factores que afectan su vida útil puede ser fundamental no solo para quienes fabrican y usan estas baterías y desean optimizar su rendimiento, sino también para prolongar su duración. Incluso aquellas baterías que ofrecen buenos beneficios en comparación con sus equivalentes también presentan debilidades que afectan su vida útil. En este documento, se explica cómo factores como el uso de cargadores inadecuados, la profundidad de descarga, la temperatura y las condiciones de almacenamiento también influyen en el desempeño de la batería LiPo.
El impacto de los ciclos de carga y la profundidad de descarga
Algunos factores importantes que afectan la vida útil de una batería LiPo incluyen el ciclo de carga. Un ciclo de carga se refiere a la descarga de una batería que se recarga desde el mínimo (0) y completo (100) en todos los aspectos. En la práctica, la programación de aplicaciones solo tiene un flujo de PDC porque ocurre una descarga parcial. Como ejemplo, si un dispositivo pasa el 25 por ciento de una bicicleta de cuatro tiempos, no significa que el dispositivo haya utilizado un ciclo completo. La batería LiPo es una que normalmente tiene una gran reducción entre 300 y 500 ciclos, antes de que su capacidad se reduzca considerablemente.
Una consideración fundamental que determina la vida útil de la batería es la profundidad de descarga (DoD, por sus siglas en inglés). El DoD indica la fracción de la capacidad de la batería que se utiliza antes de recargarla. Un ejemplo sería una batería que puede cargarse al 50% y descargarse nuevamente al 50%, lo que da un DoD del 50%. Los experimentos han mostrado, una y otra vez, que el DoD puede reducirse para otorgar una vida útil mucho más larga a la batería. Una batería con un DoD del 20% tiene una vida en ciclos mucho mayor antes de fallar, posiblemente más del doble que una batería con un DoD elevado, por ejemplo, una que se descargue repetidamente hasta el 80%. Esta relación existe porque la degradación se acelera con descargas más profundas, las cuales generan mayor estrés en los materiales del ánodo y del cátodo.
Cómo la Temperatura y el Voltaje de Almacenamiento Afectan la Degradación
La temperatura influye significativamente en la vida útil de la batería LiPo. Las baterías funcionan mejor dentro del rango de temperatura ambiente, generalmente aceptado como 20 °C (68 °F). Al calentarse, la reacción química dentro de una batería LiPo se acelera, lo que posiblemente aumente temporalmente su capacidad, pero se degradará con el tiempo. Un calentamiento extremo puede provocar la descomposición del electrolito y, por ende, una mayor resistencia interna y finalmente su fallo. Por otro lado, temperaturas extremadamente bajas pueden impedir que la batería suministre corriente, ya que la eficiencia de los procesos químicos involucrados en su funcionamiento se ve afectada por una mayor resistencia.
Además, el voltaje de almacenamiento de la batería LiPo afecta en gran medida su vida útil. Las baterías LiPo pueden almacenarse a largo plazo con una carga parcial entre 3,7 y 3,8 voltios por celda y no deben almacenarse completamente cargadas (4,2 voltios por celda) ni descargadas (por debajo de 3,0 voltios por celda). Dejar una batería completamente cargada permitirá que adopte una estructura cristalina (lithium plating) que reducirá irreversible la capacidad. Por otro lado, almacenar una batería a bajo voltaje puede resultar en el fenómeno de sobredescarga o que el voltaje de la batería disminuya por debajo de un nivel seguro, lo que podría causar daños permanentes.
Conclusión
En resumen, la vida útil de una batería de litio polímero recargable depende de diversos factores. Los ciclos de carga y el nivel de descarga pueden tener efectos drásticos en la capacidad de la batería antes de que disminuya significativamente. Mientras tanto, mantener condiciones ambientales ideales, es decir, la temperatura y el voltaje de almacenamiento, también es fundamental para garantizar una mayor salud de la batería. Al estar consciente de estas variables y controlarlas, se puede prolongar considerablemente la utilidad y vida útil de las baterías LiPo, de modo que puedan seguir alimentando los dispositivos con los que están interconectadas de múltiples maneras. Las baterías de litio polímero están mejorando gracias a una investigación y desarrollo continuos en química de baterías, lo cual promete soluciones más estables y duraderas.