¿Qué sucede si las baterías de iones de litio se descargan por completo?

Es bien sabido que las baterías de iones de litio no deben descargarse por completo. Pero a veces se descargan profundamente, aunque hay alarmas en los monitores fotovoltaicos. ¿Está bien que el dispositivo permanezca en ese estado durante mucho tiempo (y solo se recargue cuando el dispositivo sea necesario nuevamente después de un año) o es necesario recargarlo lo antes posible? Es decir, la batería estaba completamente descargada. Ahora necesito saber cuál es la mejor manera de evitar mayores daños a la batería. ¿Debo recargarlo inmediatamente o dejarlo en estado de descarga profunda hasta que lo necesite nuevamente?

Consecuencias de descargar completamente una batería de iones de litio

No, no es nada bueno tener una batería de iones de litio completamente descargada. He aquí por qué: cuando se descarga por debajo de su bajo voltaje seguro (el número exacto difiere entre los fabricantes), parte del cobre en el colector de corriente de cobre del ánodo (una parte de la batería) puede disolverse en el electrolito.

Los iones de cobre, a su vez, pueden adherirse al ánodo durante la carga mediante reducción química y provocar dendritas. Las dendritas podrían provocar un cortocircuito en el interior de la batería. Así que, en la práctica, dejar que se descarguen demasiado es tan perjudicial como cargarlos demasiado.

Este fenómeno por sí solo no plantea ningún problema de seguridad. Sin embargo, poco a poco destruye el rendimiento de la celda, lo que puede incluso hacer que la batería se hinche en determinadas circunstancias.

Normalmente, el paquete de baterías debe tener algún tipo de circuito de supervisión que desconecte las celdas del cargador o la carga cuando las celdas están por encima o por debajo de los voltajes recomendados.

Una batería completamente descargada puede tener una mayor autodescarga debido a los daños mencionados anteriormente. Por lo que puedo ver en la hoja de especificaciones proporcionada por un fabricante importante, la mejor capacidad relativa (%) retenida es alrededor del 50 % de carga y una temperatura de almacenamiento baja.

Los iones de litio de descarga profunda no durarán un año, especialmente en depósitos donde son posibles grandes variaciones de temperatura ambiente. Se recomienda almacenar iones de litio a media carga, para evitar el "estado de sobrecarga" (es decir, cuando la celda completamente cargada se enfría por debajo de 0°C).

Si una batería se descarga completamente, se debe tener especial cuidado durante la carga posterior. Con la ayuda de una corriente muy baja, es necesario intentar reconstruir el voltaje base para que la carga pueda reanudarse normalmente desde 3 V.

Por lo tanto, los usuarios deben asegurarse de utilizar cargadores adecuados y evitar dañar los dispositivos y las baterías. Esto garantiza que los mecanismos de protección puedan entrar en funcionamiento en caso de emergencia y evita los peligros que pueden surgir, especialmente en caso de sobrecarga de las baterías de litio.

¿Qué sucede cuando una batería está sobrecargada?

Si ni el cargador ni el circuito de protección interrumpen el proceso de carga, cada vez entra más energía a la celda. Como resultado, el voltaje en la celda aumenta, lo que se conoce como sobrecarga.

Por un lado, esto es malo para la batería y para su vida útil. Por otro lado, puede suponer un riesgo para la seguridad del usuario. El exceso de energía conduce a la generación de calor.

En el peor de los casos, esto puede provocar la llamada "fuga térmica". Esto significa que la temperatura en la celda continúa aumentando y a partir de ella comienzan reacciones químicas que avanzan de manera exponencial.

Estas reacciones ya no se pueden detener. En el caso de las baterías de litio, esto puede provocar que la celda se abra y posiblemente se queme, con todas las consecuencias para la seguridad.

En el caso de las baterías de polímero de litio, también hay que tener en cuenta que puede producirse una formación de gas en la celda, lo que provoca una grave hinchazón de la celda. El siguiente paso también sería la inestabilidad térmica y, por tanto, el agotamiento.

¿Cómo se recarga una batería de iones de litio completamente descargada?

Las baterías de iones de litio requieren cuidados. Cobran utilizando lo que se llama un sistema CC/CV. Que significa sistema de corriente constante/voltaje constante. Durante este sistema, el cargador mantendrá constante la "tasa de carga" actual hasta que se alcance el voltaje máximo de la batería, que generalmente es (4,2 V por celda durante un paquete de batería).

Así, mantendrá esa tensión, mientras dentro del proceso reduce el presente que antes era constante. Esta suele ser la única forma segura gracias a la carga de una batería de iones de litio.

La mayoría de las baterías de iones de litio requieren una carga lenta, en comparación con las baterías de NiCd y NiMH. Una batería de iones de litio con una capacidad de 3000 mAh no debe cargarse a una velocidad de aproximadamente 3 amperios. Para la mayoría de las baterías de iones de litio del mercado, la velocidad de carga es de 1C (C representa la capacidad de la batería en amperios).

Dicho esto, hoy en día hay baterías en el mercado que tienen la capacidad de cargarse rápidamente. Esto significa que una batería con una capacidad de 5000 mAh suele cargarse a una velocidad de 3C (15 amperios). Las tasas de carga máximas las determina el fabricante de la batería.

Recuerde siempre que las baterías de iones de litio pueden incendiarse durante la carga si la velocidad de carga es muy alta o por otros motivos. De este modo, la carga de baterías de iones de litio nunca debe quedar desatendida.

A veces, una vez que el cargador está conectado a una batería de iones de litio, no se puede reconocer. Eso sucede cuando descargas demasiado la batería. Las baterías de iones de litio excesivamente descargadas se producen cuando el voltaje de la celda cae por debajo de 3 V.

El curso de acción recomendado es simplemente reemplazar la batería demasiado descargada para salvarla. Es sumamente importante recordar que cuanto más tiempo dejes la batería demasiado descargada; cuanto mayor sea su resistencia interna: esto sugiere que salvarla será mucho más difícil y peligroso.

Dicho esto, a menos que sea un experto, reemplace la batería que esté demasiado baja y no planee recargarla. Así que asegúrese de tener un monitor de batería que le avise cuando la descarga supere un determinado nivel.