Las baterías de litio son las batterias primarias que tienen litio metálico como ánodo. Estos tipos de baterías también se denominan baterías de litio metal.
Se separan de otras baterías en su alta densidad de carga y alto costo por unidad. Dependiendo del diseño y los compuestos químicos utilizados, las células de litio pueden producir voltajes de 1,5 V (comparables a una batería de zinc -carbono o alcalino) a aproximadamente 3.7 V.
Las baterías de litio primarias desechables deben distinguirse del iones de litio secundario o un polímero de litio, [1] que son baterías recargables. El litio es especialmente útil, porque sus iones se pueden organizar para moverse entre el ánodo y el cátodo, utilizando un compuesto de litio intercalado como material del cátodo pero sin usar metal de litio como material del ánodo. El litio puro reaccionará instantáneamente con agua, o incluso humedad en el aire; El litio en las baterías de iones de litio es un compuesto menos reactivo.
Las baterías de litio se utilizan ampliamente en dispositivos electrónicos de consumo portátiles. El término «batería de litio» se refiere a una familia de diferentes químicas de metal de litio, que comprende muchos tipos de cátodos y electrolitos, pero todos con litio metálico como ánodo. La batería requiere de 0.15 a 0.3 kg de litio por kWh. Como diseñados, estos sistemas primarios utilizan un cátodo cargado, que es un material electroactivo con vacantes cristalográficas que se llenan gradualmente durante la descarga.
El tipo más común de células de litio utilizadas en aplicaciones de consumo utiliza litio metálico como anodo y dióxido de manganeso como cátodo, con una sal de litio disuelta en un disolvente orgánico como electrolito. [2]
San Diego de la Universidad de California ha desarrollado una química de electrolitos que permite que las baterías de litio funcionen a temperaturas tan bajas como -60 ° C. Los electrolitos también permiten que los condensadores electroquímicos funcionen tan bajos como -80 ° C. El límite anterior de baja temperatura es -40 ° C. Todavía se mantiene un alto rendimiento a temperatura ambiente. Esto puede mejorar la densidad de energía y la seguridad de las baterías de litio y los condensadores electroquímicos. [30]
¿Cuál es la clasificacion de la batería musical?
Un instrumento electrónico puede incluir una interfaz de usuario para controlar su sonido, a menudo ajustando el tono, la frecuencia o la duración de cada nota. Una interfaz de usuario común es el teclado musical, que funciona de manera similar al teclado en un piano acústico, excepto que con un teclado electrónico, el teclado en sí no hace ningún sonido. Un teclado electrónico envía una señal a un módulo de sintetizador, computadora u otro generador de sonido electrónico o digital, que luego crea un sonido. Sin embargo, es cada vez más común separar la interfaz de usuario y las funciones de generación de sonido en un controlador de música (dispositivo de entrada) y un sintetizador musical, respectivamente, con los dos dispositivos que se comunican a través de un lenguaje de descripción de rendimiento musical como MIDI o control de sonido abierto.
Todos los instrumentos musicales electrónicos se pueden ver como un subconjunto de aplicaciones de procesamiento de señal de audio. Los instrumentos musicales electrónicos simples a veces se llaman efectos de sonido; El borde entre los efectos de sonido y los instrumentos musicales reales a menudo no está claro.
En el siglo XXI, los instrumentos musicales electrónicos ahora se usan ampliamente en la mayoría de los estilos de música. En los estilos musicales populares, como la música de baile electrónica, casi todos los sonidos de instrumentos utilizados en las grabaciones son instrumentos electrónicos (por ejemplo, sintetizador de bajo, sintetizador, máquina de batería). El desarrollo de nuevos instrumentos musicales electrónicos, controladores y sintetizadores continúa siendo un campo de investigación altamente activo e interdisciplinario. Las conferencias especializadas, en particular la conferencia internacional sobre nuevas interfaces para la expresión musical, se han organizado para informar el trabajo de vanguardia, así como para proporcionar un escaparate para los artistas que interpretan o crean música con nuevos instrumentos de música electrónica, controladores y sintetizadores.
En musicología, los instrumentos musicales electrónicos se conocen como electrofonos. Los electrófonos son la quinta categoría de instrumentos musicales bajo el sistema Hornbostel-Sachs. Los musicólogos generalmente solo clasifican la música como electrofonos si el sonido es producido inicialmente por la electricidad, excluyendo instrumentos acústicos controlados electrónicamente como órganos de tubería e instrumentos amplificados como guitarras eléctricas.
¿Cómo se clasifica la batería musical?
Los tambores son, sin duda, el instrumento más genial que puedes tocar en una banda de secundaria. A una edad en que los niños quieren hacer el mayor ruido posible y golpear lo que haga que su madre sea más loca, la batería se ajusta a la factura. Kris Manning y Braeden Kershner quieren aprovechar ese impulso y usarlo para el bien, no el mal. Un ex vendedor y baterista del Cuerpo de Marines, respectivamente, el dúo toma el poder de la música para transformar vidas en serio, por lo que fundaron Music Battery, una organización benéfica que ofrece tutoría escolar y programación de música para estudiantes de secundaria.
A las 4 pm. Todos los días, Manning y Kershner van a la Escuela Intermedia Morningside North Charleston y los estudiantes de 40 de marzo, de ocho a 14 años, al Centro Comunitario de Ferndale. Una vez que llegan, llegan al negocio durante las próximas tres horas. El objetivo es mantener a los niños enfocados en la superación personal y fuera de problemas.
“Comenzamos con la tarea. Nos sentamos con ellos y descubrimos lo que necesitan hacer ”, dice Manning. “Luego hacemos calistenias, hacemos que todos salten. Solo entonces comenzamos a tocar música. Queremos educar su mente, cuerpo y espíritu «.
Kershner está de acuerdo. «La escuela es lo primero, no hay excepciones», dice. Cuando visitamos, los niños acababan de guardar sus libros de texto y estaban haciendo sprints y flexiones de viento antes de entrar en líneas ordenadas y comenzar a mostrar sus conocimientos musicales.
Hasta ahora, los niños acaban de aprovechar los ritmos en cubos de pintura, pero la batería de música ofrece más que solo lecciones de percusión. También están recibiendo instrucciones en cantar y bailar, con canto de gospel al final del día y clases de baile semanales de paz, amor y hip-hop. «En este momento, están aprendiendo sobre cadencias de batería», explica Manning. “La Drumline toca una cadencia o un ritmo de la calle para mantener el ritmo mientras marchan. Cada parte del tambor (platillos, trampas, bomberos y tambores cuádruples) tendrá una parte diferente y todos encajan para crear el ritmo. Están aprendiendo rudimentos específicos, diferentes técnicas de batería, para jugar sus partes «.
¿Cuáles son las características de la batería musical?
La batería para la evaluación del sensoriomotor auditivo y las capacidades de tiempo (BAASTA) es una nueva herramienta para la evaluación sistemática de las habilidades de tiempo perceptual y sensoriomotora. Abarca una amplia gama de habilidades de tiempo destinadas a diferenciar los perfiles de tiempo individuales. Baasta consiste en una percepción del tiempo sensible y tareas de producción. Las tareas perceptivas incluyen discriminación de duración, detección de anisocronía (con tonos y música) y una versión de la tarea de alineación de ritmo. Los umbrales perceptivos para la discriminación de la duración y la detección de anisocronias se estiman con un algoritmo de procedimiento de máxima probabilidad (MLP). Las tareas de producción utilizan el tapping de los dedos e incluyen tapping sin acelerar y ritmo (con tonos y música), continuación de sincronización y tapping adaptativo a una secuencia con un cambio de tempo. Baasta se probó en un estudio de prueba de concepto con 20 no músicos (Experimento 1). Para validar los resultados del procedimiento MLP, menos generalizados que los métodos de escalera estándar, tres tareas perceptivas de la batería (discriminación de duración, detección de anisocronía con tonos y música) se probaron aún más en un segundo grupo de no musicianos que usan 2 abajo / hacia abajo / Down / Down / 1 arriba y 3 paradigmas de escalera hacia arriba / 1 (n = 24) (Experimento 2). Los resultados muestran que los perfiles de tiempo proporcionados por Baasta permiten detectar casos de trastornos de tiempo/ritmo. Además, los umbrales perceptuales producidos por el algoritmo MLP, aunque generalmente comparable a los resultados proporcionados por la escalera estándar, tienden a ser ligeramente más bajos. En resumen, Baasta proporciona una batería integral para probar las habilidades de tiempo perceptual y sensoriomotora, y para detectar déficit de tiempo/ritmo.
Los humanos encuentran eventos regulares en el entorno definidos por diferentes escalas de tiempo, que abarcan desde el milisegundo hasta el rango de minuto. El momento de tales eventos que ocurren regularmente es fundamental cuando se predice el momento correcto para la acción, por ejemplo, para decidir cuándo cruzar una calle llena de gente, o realizar movimientos en el momento adecuado mientras baila con un compañero. Capturar el momento de los eventos también es fundamental para adaptarse a los cambios en el entorno. Las personas generalmente son altamente calificadas para procesar la duración de los eventos (Grondin 2008). Esto es evidente en su percepción de ritmo de grano fino en la música, en el procesamiento de la marca regular de un reloj y en su capacidad para moverse junto con él (por ejemplo, en deportes de baile o sincronizados). Estas habilidades son comunes para músicos y no músicos por igual, y están muy extendidas en la población general (Repp, 2010; Sowiński y Dalla Bella, 2013). Una gran cantidad de investigación se ha centrado en los mecanismos de tiempo subyacentes a la percepción y la producción de duraciones en las últimas décadas. Esta investigación ha llevado a una variedad de teorías y modelos influyentes (para revisiones, ver Buhusi y Meck, 2005; Grondin 2008; Merchant y De Lafuente, 2014), como la teoría de la expectativa escalar (Gibbon, Church y Meck, 1984) , o modelos computacionales como el modelo Wing y Kristofferson (Taatgen, Van Rijn y Anderson, 2007; Vorberg y Wing, 1996; Wing y Kristofferson, 1973a; Wing y Kristofferson, 1973b).
La investigación empírica inspirada en estos y otros enfoques emplea una multitud de paradigmas y tareas. El tiempo perceptual se ha estudiado en una serie de tareas que van desde la discriminación de la duración, la estimación, la producción y la reproducción, la bisección temporal (es decir, la clasificación de las duraciones como comparables a los estándares «cortos» y «largos»), y la detección de anisocronía (es decir, determinar si Hay un intervalo desviado dentro de una secuencia isócrona) a la tarea de alineación del ritmo (es decir, detectar si un metrónomo superpuesto a la música está alineado con el ritmo) (por ejemplo, Dalla Bella y Sowiński, 2015; Ehrlé y Samson, 2005; Fujii y Schlaugugurug, , 2013; Grahn & Brett, 2009; Hyde y Peretz, 2004; Iversen y Patel 2008; Sowiński y Dalla Bella, 2013; para exhaustivas revisiones, tanto en poblaciones sanas como para pacientes, ver Grondin 2008; Grondin, 2010; Merchant & De Lafuente, 2014). Algunas de estas tareas, típicas en el estudio del tiempo de intervalo (o sincronización basada en la duración; Grube, Cooper, Chinnery y Griffiths, 2010; Teki, Grube, Kumar y Griffiths, 2011), utilizan duraciones aisladas. Los ejemplos son la bisección temporal con escalas temporales que van desde el milisegundo hasta varios segundos (Penney, Gibbon y Meck, 2000) o generalización temporal, en la que se compara un intervalo repetido estándar con intervalos posteriores más cortos o más largos (Wearden, Denovan, Fakhri, & & & & & Fakhri, & Haworth, 1997). Otras tareas utilizan secuencias de duraciones, que requieren la extracción de un latido subyacente, aprovechando así los mecanismos de tiempo basados en el ritmo (Grahn y Brett, 2009; Watson y Grahn, 2013). El material varía en estas tareas desde secuencias simples de duraciones, como en la tarea de detección de anisocronía (Ehrlé y Samson, 2005; Hyde y Peretz, 2004) hasta material auditivo complejo, como secuencias métricas, incluidas diferentes duraciones o intervalos, o música, que requieren así Memoria y procesos de extracción de latidos más complejos (Fujii y Schlaug, 2013; Grahn y Brett, 2009; Iversen y Patel 2008; Müllensiefen, Gingras, Musil y Stewart, 2014; Sowiński y Dalla Bella, 2013). Las habilidades de sincronización sensoriomotora se han examinado principalmente con el paradigma de tapping de los dedos, que ha estado en uso durante más de un siglo (Dunlap, 1910). En esta tarea, los participantes aprovechan su dedo índice en sincronía con un estímulo de estimulación, como una secuencia de tonos igualmente espaciados en el tiempo, o un ritmo musical (tarea sincronizada o de ritmo de ritmo; para revisiones exhaustivas, ver Repp, 2005; Repp & Su , 2013). Otro paradigma, que ha generado considerables esfuerzos de modelado (por ejemplo, Ivry y Hazeltine, 1995; Vorberg y Wing, 1996; Wing y Kristofferson, 1973a; Wing y Kristofferson, 1973b), es el paradigma de sincronización-continuación. Aquí un participante continúa aprovechando la tasa proporcionada por un metrónomo después de que se ha detenido un sonido, y se analiza el rendimiento en la fase de continuación. Se han propuesto diferentes variaciones de estos paradigmas; Por ejemplo, la introducción de cambios de tiempo en las secuencias (Repp, 2005, para una revisión), utilizando secuencias de tiempo que varían en tiempo real en función de la respuesta del participante (Repp y Keller, 2008), o probando el efecto de un cambio de tempo En la fase de continuación (tarea de tapping adaptativa; Repp y Keller, 2008; Schwartze, Keller, Patel y Kotz, 2011). Tenga en cuenta que se puede realizar una evaluación de los mecanismos de tiempo interno en ausencia de un estímulo de estimulación a través del golpe sin acelerar (por ejemplo, Drake, Jones y Baruch, 2000).
En resumen, se ha utilizado una gran cantidad de tareas en el estudio de las habilidades de tiempo. El estado actual de las cosas refleja la riqueza del dominio y sus muchos métodos. También subraya la complejidad de los mecanismos cognitivos y cerebrales involucrados en la sincronización perceptiva y sensoriomotora (Buhusi y Meck, 2005; Colll, Cheng y Meck, 2011; Ivry y Spencer, 2004; Kotz y Schwartze, 2011; Harrington, & & & & & & Meck, 2013; Schwartze y Kotz, 2013, 2016; Wing, 2002). Es probable que las tareas involucren diferentes procesos, como la sincronización basada en la duración versus el ritmo o el tiempo perceptual versus sensoriomotor. Por lo tanto, es probable que nos informen sobre el funcionamiento de los componentes disociables (o solo parcialmente superpuestos) de los sistemas de tiempo y sus circuitos neuronales asociados. En particular, la mayoría de los estudios se han centrado en la percepción del tiempo, la producción de vencimiento o la sincronización sensoriomotora, que se probaron de forma aislada. Se han construido líneas de investigación completas sobre evidencia de comportamiento que proviene de una sola tarea (por ejemplo, bisección de duración o ritmo de ritmo) o un subconjunto de tareas muy restringido, dependiendo de la teoría o el fenómeno de interés (por ejemplo, basadas en la duración versus ritmo. Tiempo, tiempo perceptual versus sensoriomotor). Este enfoque tiene la ventaja de que se centra en el mismo componente de tiempo al enviar su funcionamiento a la prueba de variaciones sistemáticas del mismo paradigma. Sin embargo, su inconveniente es que hace comparaciones en los paradigmas, se estudia usando diferentes tareas y muestras de grupo bastante arduo. Además, con respecto a las aplicaciones clínicas, limitar las pruebas a un conjunto limitado de tareas puede ser particularmente problemático al evaluar el rendimiento de las poblaciones de pacientes (por ejemplo, pacientes con enfermedad de Parkinson, esquizofrenia o trastorno por déficit de atención hiperactividad; Allman y Meck, 2011; Noreika, Falter, y Rubia, 2014) o beat sordera (por ejemplo, Palmer, Lidji y Peretz, 2014; Phillips-Silver et al., 2011; Sowiński y Dalla Bella, 2013). Como los déficits a veces se limitan a procesos de tiempo específicos (por ejemplo, Grahn y Brett, 2009; Merchant, Luciana, Hooper, Majestic y Tuite, 2008; Sowiński y Dalla Bella, 2013; Spencer e Ivry, 2005), basado en un El conjunto restringido de las tareas puede no identificar y circunscribir tal deterioro. Además, al proporcionar una evaluación limitada del sistema de tiempo, puede ser incapaz de capturar diferencias individuales sutiles entre los pacientes (por ejemplo, comerciante, Luciana et al., 2008).
¿Cuál es el origen de la batería?
Los científicos e ingenieros desarrollaron varios tipos de batería comercialmente importantes. Las «células húmedas» eran recipientes abiertos que contenían electrolitos líquidos y electrodos metálicos. Cuando los electrodos se consumieron por completo, la célula húmeda se renovó reemplazando los electrodos y el electrolito. Los contenedores abiertos no son adecuados para uso móvil o portátil. Las células húmedas se usaron comercialmente en los sistemas de telégrafo y teléfono. Los primeros autos eléctricos utilizaron células húmedas semiseco.
Una clasificación importante para las baterías es por su ciclo de vida. Las baterías «primarias» pueden producir corriente tan pronto como se ensamblan, pero una vez que se consumen los elementos activos, no pueden recargarse eléctricamente. El desarrollo de la batería de plomo-ácido y los posteriores tipos «secundarios» o «cargables» permitieron restaurar la energía a la celda, extendiendo la vida útil de las celdas ensambladas permanentemente. La introducción de las baterías a base de níquel y litio en la segunda mitad del siglo XX hizo factible el desarrollo de innumerables dispositivos electrónicos portátiles, desde poderosas linternas hasta teléfonos móviles. Las baterías estacionarias muy grandes encuentran algunas aplicaciones en el almacenamiento de energía de la red, lo que ayuda a estabilizar las redes de distribución de energía eléctrica.
Desde mediados del siglo XVIII, antes de que hubiera baterías, los experimentadores usaron frascos de Leyden para almacenar la carga eléctrica. Como una forma temprana de condensador, los frascos de Leyden, a diferencia de las baterías, almacenaron su carga físicamente y la liberaría todo a la vez. Muchos experimentadores se pusieron en enganchar varios frascos de Leyden para crear una carga más fuerte y uno de ellos, el inventor colonial de América Benjamin Franklin, puede haber sido el primero en llamar a su agrupación de una «batería eléctrica», una obra de teatro para el funcionamiento de las armas juntos. [1] [2]
Basado en algunos hallazgos de Luigi Galvani, Alessandro Volta, un amigo y compañero científico, creía que los fenómenos eléctricos observados fueron causados por dos metales diferentes unidos por un intermediario húmedo. Verificó esta hipótesis a través de experimentos y publicó los resultados en 1791. En 1800, Volta inventó la primera batería verdadera, almacenando y liberando una carga a través de una reacción química en lugar de físicamente, que se conoció como la pila Voltaica. La pila voltaica consistía en pares de cobre y discos de zinc apilados uno encima del otro, separados por una capa de tela o cartón empapado en salmuera (es decir, el electrolito). A diferencia del frasco de Leyden, la pila Voltaic produjo electricidad continua y corriente estable, y perdió poca carga con el tiempo cuando no estaba en uso, aunque sus primeros modelos no podían producir un voltaje lo suficientemente fuerte como para producir chispas. [3] Experimentó con varios metales y descubrió que el zinc y la plata dieron los mejores resultados.
Volta creía que la corriente era el resultado de dos materiales diferentes que simplemente se tocaban entre sí, una teoría científica obsoleta conocida como tensión de contacto, y no el resultado de reacciones químicas. Como consecuencia, consideró la corrosión de las placas de zinc como una falla no relacionada que tal vez podría fijarse cambiando los materiales de alguna manera. Sin embargo, ningún científico logró prevenir esta corrosión. De hecho, se observó que la corrosión era más rápida cuando se dibujaba una corriente más alta. Esto sugirió que la corrosión era realmente integral a la capacidad de la batería para producir una corriente. Esto, en parte, condujo al rechazo de la teoría de la tensión de contacto de Volta a favor de la teoría electroquímica. Las ilustraciones de Volta de su corona de tazas y pila Voltaic tienen discos de metal adicionales, ahora se sabe que son innecesarios, tanto en la parte superior como en la parte inferior. La figura asociada con esta sección, de la pila voltaica de Zinc-Copper, tiene el diseño moderno, una indicación de que la «tensión de contacto» no es la fuente de fuerza electromotriz para la pila voltaica.
¿Cuándo fue creado el batería?
La batería hecha por Volta se acredita como una de las primeras celdas electroquímicas. Consiste en dos electrodos: uno hecho de zinc, el otro de cobre. El electrolito es ácido sulfúrico mezclado con agua o una forma de salmuera de agua salada. El electrolito existe en la forma 2 H+ y SO2− 4. El metal de zinc, que es más alto en la serie electroquímica que el cobre y el hidrógeno, se oxida a cationes de zinc (Zn2+) y crea electrones que se mueven al electrodo de cobre. Los iones de hidrógeno cargados positivamente (protones) capturan electrones del electrodo de cobre, formando burbujas de gas de hidrógeno, H2. Esto hace que la varilla de zinc sea el electrodo negativo y la varilla de cobre el electrodo positivo.
Por lo tanto, hay dos terminales, y una corriente eléctrica fluirá si están conectadas. Las reacciones químicas en esta célula voltaica son las siguientes:
El cobre metal no reacciona, sino que funciona como un catalizador para la formación de gas hidrógeno y un electrodo para la corriente eléctrica. El anión de sulfato (SO2− 4) tampoco sufre ninguna reacción química, pero migra al ánodo de zinc para compensar la carga de los cationes de zinc formados allí.
Sin embargo, esta célula también tiene algunas desventajas. No es seguro de manejar, ya que el ácido sulfúrico, incluso si se diluye, puede ser peligroso. Además, el poder de la célula disminuye con el tiempo porque el gas de hidrógeno no se libera. En cambio, se acumula en la superficie del electrodo de cobre y forma una barrera entre el metal y la solución electrolítica.
¿Cuál es la clasificacion de la batería?
Las baterías se agrupan en dos amplias categorías, acertadamente llamadas celdas primarias y células secundarias. A veces se les conoce como baterías primarias y baterías secundarias.
En pocas palabras, una celda primaria se refiere a una batería de uso único que no es recargable. Piense en baterías desechables que descarte al agotar el agotamiento. La mayoría están disponibles en los tamaños estándar A, AA, AAA, AAAA, C, D, 9 voltios, y en formas de disco pequeñas y planas.
Una celda secundaria se refiere a lo contrario. Es simplemente una batería recargable. Estos vienen en muchas de las formas y tamaños como células primarias, además de mucho más. Una batería de teléfono móvil, batería de automóvil y una batería de litio AA recargable son buenos ejemplos.
Piense en una célula como una sola unidad que convierte los procesos químicos en energía eléctrica. Las baterías están formadas por una o más celdas.
Por ejemplo, una batería AAAA alcalina o una batería AA consiste en una celda, pero la batería típica del automóvil de plomo-ácido podría consistir en 6 celdas. Las baterías pequeñas, relativamente planas, de monedas o en forma de botón que se encuentra en pequeños electrónicos y relojes, esto también consisten en una celda. Es por eso que notará que una batería de botón o una batería de moneda a menudo se conoce de manera variable como celda de botón o celda de monedas, o incluso como batería de celda de botón o batería de celda de monedas. En este contexto suelto, la elección de las palabras está aludiendo a la batería misma y no a su celda constituyente.
Las baterías de zinc son quizás las baterías más baratas del mercado. Proporcionan una fracción de la potencia de alcalina y se usan mejor para dispositivos de baja potencia de ejecución ocasionalmente como relojes o calculadoras. No se debe esperar que puedan manejar dispositivos de drenaje medio más allá de varios minutos y son susceptibles de fugas. Las baterías de zinc precedieron a las baterías de química alcalina, que las han suplantado en gran medida como la batería fácilmente disponible de uso general.
¿Cómo se llama cada parte de la batería?
La composición de una batería difiere dependiendo del tipo: cloruro de litio o zinc. Las baterías vienen en todas las formas y tamaños y están disponibles en una amplia gama de fortalezas, en términos de potencia. Lo único en común con cualquier tipo de batería es la forma en que funciona. Las baterías mueven la energía de un extremo de la celda al otro, creando una corriente que se puede usar para suministrar energía a muchos dispositivos.
Las baterías tienen muchos usos. Pueden alimentar audífonos, teléfonos celulares, jugadores de disco compacto, alarmas de humo, computadoras e incluso automóviles. La capacidad de tener electricidad sin ser «enchufado» es una idea increíblemente útil que tiene innumerables aplicaciones.
Una batería, o celda, está compuesta de un cátodo, un ánodo y el electrolito. Una reacción química tiene lugar dentro de la celda, moviendo electrones de un lugar a otro y produciendo una corriente eléctrica. La mitad de la celda contiene electrolito y un ánodo. La otra mitad contiene electrolito y un cátodo. Los electrones se reúnen en el extremo negativo de una batería (el ánodo). Cuando un cable está conectado desde el extremo positivo (el cátodo) hasta el extremo negativo, los electrones se mueven a través de la celda desde el ánodo hasta el cátodo.
El ánodo es la parte de la batería que cede electrones. Mientras descarga energía, el ánodo es el electrodo negativo. Al cargar una celda, el ánodo se convierte en el electrodo positivo. En las baterías alcalinas, el ánodo generalmente se compone de polvo de zinc. Para limitar la corrosión, el óxido de zinc generalmente se agrega al ánodo.
El cátodo es la parte de la batería que absorbe electrones. Mientras descarga energía, el cátodo es el electrodo positivo. Al cargar una celda, el cátodo se convierte en el electrodo negativo. En las baterías alcalinas, el cátodo generalmente está compuesto por dióxido de manganeso. Para mejorar la conductividad, el grafito se usa tradicionalmente en el cátodo.
¿Cómo está conformada la batería?
Analog Devices ofrece una solución integral del sistema de control de formación de baterías basada en un solo chip de silicio, el AD8452. Con un rendimiento preciso del proceso de formación, se puede optimizar el tiempo de formación para cada celda de la batería. La función de reciclaje de energía altamente eficiente permite un ahorro significativo de energía para la fabricación de baterías a gran escala.
La fabricación de iones de litio (iones de litio) es un proceso largo, como se muestra en la Figura 1. Las primeras tres etapas preparan los materiales esenciales (electrodos, electrolitos, separadores, etc.) y los ensamblan en forma de celda de batería. La etapa final activará la célula y permitirá que la célula realice su funcionalidad eléctrica. El proceso de activación se llama formación de batería. El proceso de calificación garantiza la consistencia de la celda de la batería. Las baterías de iones de litio con baja capacidad de almacenamiento de menos de 5 A se utilizan ampliamente en equipos portátiles, como computadoras portátiles y teléfonos celulares. Para ellos, la preocupación por la eficiencia de fabricación ha quedado en segundo plano al costo de fabricación. Mientras tanto, las baterías utilizadas en los vehículos tienen una capacidad total mucho mayor, típicamente en los cientos de amperios. Esto se logra con miles de celdas pequeñas o algunas baterías de alta capacidad. Para este tipo de aplicación, la consistencia de la celda de la batería es más importante y, por lo tanto, el proceso de calificación (para mejorar la consistencia de la celda) es fundamental. Al mismo tiempo, la eficiencia energética se vuelve especialmente importante como parte del costo de formación de la batería dentro del proceso de fabricación. Sería irónico que estos vehículos ecológicos usen baterías fabricadas de una manera que desperdicia grandes cantidades de energía.
Existe un proceso de mejor calidad de formación/calificación de batería más eficiente que utiliza un solo chip de silicio que incorpora un delantero analógico de precisión y un controlador PWM Buck-Boost. Esta solución ofrece una precisión de más del 0.02% y una eficiencia energética superior al 90%. Además, durante la formación y calificación de la batería, la descarga de energía se puede reciclar en el proceso para otras baterías. En muchos sistemas existentes, sus baterías se descargan en cargas resistivas. Algunos clientes usan esta energía para construir calor o simplemente ventilar aire caliente hacia el exterior. Aunque descargar las baterías en cargas resistivas es el método más simple de descarga de la batería, los costos se suman rápidamente cuando se deben colocar grandes cantidades de baterías a través de ciclos de carga/descarga. Nuestro sistema propuesto tiene una alta eficiencia de un solo canal, pero su valor real está en su capacidad para reciclar energía de las baterías de descarga con una complejidad adicional mínima. Esta arquitectura podría dar lugar a un ahorro de energía de más del 40%.
En una palabra, la solución de un solo chip basada en AD8452 ofrece las siguientes características del proceso de formación de baterías/calificación:
- Mayor costo de la batería
- Reciclaje de energía
- Alta eficiencia
- Alta precisión de pruebas
La Figura 1 muestra una descripción general del proceso de fabricación de baterías de iones de litio. La formación y las pruebas de la batería en el paso de acondicionamiento de fin de línea son los cuellos de botella del proceso y tienen el mayor impacto en la duración de la batería, la calidad y el costo.
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