Una pila alcalina recargable , también conocida como alcalina recargable o alcalina recargable de manganeso (RAM), es un tipo de pila alcalina que es capaz de recargarse para un uso repetido. Los formatos incluyen pilas AAA , AA , C , D y de 9 voltios a presión . Las baterías alcalinas recargables se fabrican completamente cargadas y tienen la capacidad de mantener su carga durante años, más tiempo que las baterías de níquel-cadmio y níquel-hidruro metálico , que se autodescargan. [4] Las pilas alcalinas recargables pueden tener una alta eficiencia de recarga y tener menos impacto ambiental que las pilas desechables.
Union Carbide y Mallory introdujeron la primera generación de pilas alcalinas recargables a principios de los años 1970. [3] [5] Se introdujeron varias patentes después de la discontinuación del producto de Union Carbide y, finalmente, en 1986, se fundó Battery Technologies Inc de Canadá para desarrollar comercialmente un producto de segunda generación basado en esas patentes, bajo la marca comercial "RAM". Su primer producto que obtuvo la licencia y se vendió comercialmente fue a Rayovac bajo la marca "Renewal". [6] Al año siguiente, Pure Energy lanzó las baterías "Pure Energy". Después de que las Renovaciones fueron reformuladas para que no tuvieran mercurio en 1995, los productos alcalinos RAM con licencia posterior no contenían mercurio e incluían ALCAVA, AccuCell, Grandcell y EnviroCell. [3] Se han introducido patentes posteriores y avances en la tecnología.
Las pilas alcalinas recargables están construidas de forma muy similar a las pilas alcalinas desechables. Se presiona una pasta catódica en una lata de acero que forma el terminal positivo de la batería. El electrodo negativo consiste en polvo de zinc suspendido en un gel, con un contacto de clavo de acero que va hasta la base de la celda para formar el terminal negativo. Las características de la pila alcalina recargable que se diferencian de las de una pila alcalina desechable incluyen:
Las pilas se fabrican cargadas y listas para usar.
Aunque estas baterías se pueden usar en cualquier dispositivo que admita un tamaño estándar (AA, AAA, C, D, etc.), están formuladas para durar más en artículos de uso periódico. Este tipo de batería es más adecuado para su uso en dispositivos de bajo consumo, como controles remotos, o para dispositivos que se utilizan periódicamente, como linternas , controles remotos de televisión, radios portátiles, etc. Si se descargan menos del 25%, se pueden recargar durante cientos de ciclos hasta aproximadamente 1,42 V. Si se descargan menos del 50%, se pueden recargar casi por completo durante unas pocas docenas de ciclos, hasta aproximadamente 1,32 V. Después de una descarga profunda, se pueden llevar a su estado original. carga original de alta capacidad solo después de algunos ciclos de carga y descarga.
Los fabricantes no apoyan la recarga de pilas alcalinas desechables y advierten que puede ser peligroso. [7] A pesar de este consejo, se han recargado pilas alcalinas y se han puesto a disposición cargadores. [8] [9] La capacidad de una batería alcalina recargada disminuye con el número de recargas, hasta que queda inutilizable después de aproximadamente diez ciclos. La corriente continua de baja ondulación no es adecuada para cargar pilas alcalinas desechables; más adecuada es una corriente pulsada a una velocidad de 40 a 200 pulsos por segundo, con un ciclo de trabajo del 80% . La carga pulsada parece reducir el riesgo de fuga de electrolitos, generalmente hidróxido de potasio (KOH). La corriente de carga debe ser baja para evitar la rápida producción de gases que puedan romper la celda. Las celdas que han perdido electrolitos no son seguras y no son aptas para su reutilización. Las celdas completamente descargadas se recargan con menos éxito que las celdas parcialmente agotadas, particularmente si han sido almacenadas en un estado descargado; los fabricantes de cargadores de baterías no afirman recargar las celdas muertas. [9]
Intentar recargar una batería alcalina descargada puede provocar la producción de gas dentro del recipiente sellado; La presión generada por la rápida acumulación de gas puede abrir el sello de alivio de presión y provocar una fuga de electrolito. El hidróxido de potasio en el electrolito es corrosivo y puede provocar lesiones y daños.
Cuando se descarga una batería alcalina, los químicos dentro de la batería reaccionan para crear una corriente eléctrica . A medida que los productos químicos se agotan y los productos de la reacción se acumulan, eventualmente la batería ya no puede entregar la corriente adecuada y se agota. Al conducir una corriente a través de la batería en la dirección inversa, el equilibrio puede desplazarse hacia los reactivos originales. Diferentes baterías dependen de diferentes reacciones químicas. Algunas reacciones son fácilmente reversibles, otras no. Las reacciones utilizadas en la mayoría de las pilas alcalinas entran en la última categoría. En particular, el zinc metálico generado al conducir una corriente inversa a través de la celda generalmente no regresará a su ubicación original en la celda y puede formar cristales que dañen la capa separadora entre el ánodo de la batería y el electrolito. [ cita necesaria ]
La batería alcalina recargable fue, en un momento, más barata que otros tipos recargables. [4] Las celdas pueden fabricarse en estado completamente cargado y conservar bien su capacidad. Su capacidad es aproximadamente 2/3 de la de las células primarias . Son de construcción de celda seca, completamente sellados y no requieren mantenimiento. Las células tienen un ciclo de vida limitado, que se ve afectado por una descarga profunda; el primer ciclo proporciona la mayor capacidad y, si se descarga profundamente, una celda puede proporcionar sólo 20 ciclos. La energía disponible en cada ciclo disminuye. Al igual que las pilas alcalinas primarias, tienen una resistencia interna relativamente alta, lo que las hace inadecuadas para corrientes de descarga elevadas (por ejemplo, descargar toda su capacidad en una hora).
A diferencia de las baterías alcalinas recargables, las baterías de NiMH pueden soportar desde unos pocos cientos hasta mil (o más) ciclos de descarga profunda, lo que resulta en una larga vida útil; su limitación ahora suele ser más por la edad que por los ciclos. [10] La capacidad de las baterías de NiMH es similar a la de las baterías alcalinas. [10] A diferencia de todas las pilas alcalinas (recargables o no), la resistencia interna es baja. Esto los hace muy adecuados para aplicaciones de alta capacidad de corriente. [10] Las tasas de autodescarga son comparables, al menos hasta seis meses. [10]
Las pilas alcalinas recargables producen un voltaje de aproximadamente 1,5 V, en comparación con las baterías de NiCd y NiMH que producen aproximadamente 1,2 V. Para algunas aplicaciones, esto puede marcar una diferencia significativa. En los casos en que la resistencia no depende en gran medida del voltaje o la corriente, dado que la potencia varía con el cuadrado del voltaje, las baterías alcalinas recargables proporcionan aproximadamente un 50% más de energía. Por ejemplo, las lámparas incandescentes son mucho más brillantes cuando funcionan con baterías alcalinas recargables que con baterías de NiCd o NiMH.
Las pilas alcalinas recargables se desarrollan a partir de pilas alcalinas primarias , diseñadas para resistir las fugas que podría provocar una recarga, por lo que se pueden recargar muchas veces de forma segura.
Según los sitios web de EnviroCell, [11] PureEnergy y los viejos envases de Rayovac, las pilas alcalinas recargables de estos fabricantes no contienen mercurio ni cadmio.