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Efecto memoria (pilas)

1960
Técnico midiendo el voltaje de una pila de NiCd en el laboratorio de electroquímica de los años 60.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

El efecto memoria es un fenómeno, más destacado en NiCd donde una batería que se recarga repetidamente después de una descarga parcial ‘recuerda’ este nivel de capacidad parcial. En posteriores intentos de descarga completa, el voltaje de la batería cae bruscamente en ese punto ‘recordado’, inutilizando la capacidad restante. Se debe a cambios en la estructura cristalina de los electrodos, concretamente al crecimiento de grandes cristales de cadmio.

El término ‘efecto memoria’ tiene su origen en las aplicaciones aeroespaciales de los años 60, cuando los satélites con baterías de NiCd se sometían a ciclos de carga y descarga muy precisos y repetitivos dictados por sus órbitas. Estos ciclos constantes y poco profundos provocaban una caída de tensión notable y predecible en el punto en el que normalmente terminaba la descarga, lo que hacía que el resto de la capacidad de la batería fuera inaccesible para los sistemas que requerían un umbral de tensión específico.

La causa física subyacente en las pilas de NiCd está relacionada con la recristalización del electrodo negativo de cadmio. Durante las descargas superficiales repetidas, los pequeños cristales de cadmio tienden a convertirse en cristales más grandes, que son más difíciles de disolver electroquímicamente. Este cambio de morfología altera el perfil de tensión de descarga. Aunque el término suele utilizarse incorrectamente para describir la simple depresión de la tensión en las baterías de NiMH o la pérdida de capacidad en las de iones de litio (que se debe a mecanismos de degradación distintos), el verdadero efecto de memoria es específico de este cambio cristalino. La solución fue aplicar ciclos periódicos de descarga profunda (reacondicionamiento) para romper los grandes cristales y devolver a la batería toda su capacidad. La inconveniencia de este mantenimiento, junto con la toxicidad del cadmio, impulsó la investigación de químicas alternativas como NiMH y Li-ion, que no presentan este efecto específico.

UNESCO Nomenclature: 2204
- Electroquímica

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • invención de la batería de níquel-cadmio (NiCd)
  • Uso de baterías en aplicaciones con ciclos de carga muy regulares (por ejemplo, satélites).
  • Avances en la ciencia de los materiales y la cristalografía para observar los cambios en los electrodos

Aplicaciones

  • desarrollo de cargadores ‘inteligentes’ con funciones de reacondicionamiento/descarga
  • Consideraciones de diseño para satélites alimentados por baterías en la década de 1960
  • Cambio en el asesoramiento al consumidor hacia la descarga completa periódica de los dispositivos
  • fuerza impulsora para la adopción de las químicas de NiMH y Li-ion, que se ven menos afectadas

Patentes:

NA

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Relacionado con: efecto memoria, NiCd, níquel-cadmio, depresión de tensión, acondicionamiento de baterías, recristalización, memoria de ciclo, degradación de baterías, NiMh, electroquímica.

Contexto histórico

Efecto memoria (pilas)

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1960-05-16

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

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