Un soporte de batería es uno o más compartimentos o cámaras para alojar una batería . En el caso de las pilas secas, el soporte también debe hacer contacto eléctrico con los terminales de la batería. En el caso de las pilas húmedas, los cables suelen estar conectados a los terminales de la batería , como ocurre en los automóviles o en los equipos de iluminación de emergencia.
Un soporte de batería es una caja de plástico con la forma de la carcasa moldeada como un compartimento o compartimentos que aceptan una o más baterías, o un soporte de plástico separado que se monta con tornillos, ojales, pegamento, cinta de doble cara u otros medios. Los soportes de batería pueden tener una tapa para retener y proteger las baterías o pueden estar sellados para evitar daños a los circuitos y componentes por fugas de la batería . El alambre de resorte en espiral o las pestañas planas que presionan contra los terminales de la batería son los dos métodos más comunes para realizar la conexión eléctrica dentro de un soporte. Las conexiones externas en los soportes de batería generalmente se realizan mediante contactos con clavijas, pies de montaje en superficie, terminales de soldadura o cables conductores.
Cuando se espera que la batería dure más que la vida útil del producto, no es necesario ningún soporte y una pestaña soldada a los terminales de la batería se puede soldar directamente a una placa de circuito impreso.
A finales del siglo XIX, se emitieron patentes para productos de consumo como linternas ; la patente estadounidense n.° 617592, con fecha de marzo de 1898 , corresponde a una de las primeras linternas de metal que aceptaban pilas D.
Algunos portapilas de principios del siglo XX no eran más que una caja de cartón con contactos de cobre. En la década de 1920, los portapilas utilizaban dos pinzas metálicas (como portafusibles) para mantener la pila en su lugar mientras se establecía el contacto eléctrico. La patente n.º 1439429 se concedió en diciembre de 1922 para un conjunto con dos pinzas de brazo de resorte, un pequeño interruptor y un conjunto de lámpara en el extremo de los cables conectados.
La introducción del polipropileno en la década de 1950 y las baterías en miniatura de Eveready permitieron el uso de pequeños portapilas de plástico. Estos todavía son comunes en juguetes, adornos y artículos iluminados o parpadeantes. En 1957, los relojes de pulsera eléctricos ganaron popularidad entre el público.
Los portapilas se fueron desarrollando en paralelo con las baterías a lo largo del tiempo; a medida que el tamaño de los paquetes de baterías se reducía, también lo hacían los portapilas. En la década de 1980, aparecieron los primeros portapilas de litio tipo botón o moneda para montaje en placa de circuito , en forma de patente n.º 4487820 del fabricante de portapilas MPD.
La industria electrónica utiliza ahora muchos soportes o conectores para baterías de litio montados en superficie. Las baterías CR2/3A, CR1/2AA y CR123A comenzaron en aplicaciones para cámaras, pero se expandieron a nuevos mercados como sistemas de alarma, computadoras portátiles y llaveros .
El diseño del portapilas requiere saber cómo y dónde se utilizará el producto más grande. Los factores humanos que se deben tener en cuenta incluyen la facilidad de cambio de la pila, el rango de edad y la condición física del usuario previsto. Estos elementos se deben tener en cuenta para que un diseño sea exitoso y son parte del proceso de diseño . Un diseñador debe elegir entre un portapilas moldeado en la caja del producto o fabricado como una pieza separada. Para muchos productos, las regulaciones y los estándares de seguridad del producto afectan la selección del portapilas.
La mayoría de los soportes de batería actuales están fabricados con cuerpos de polipropileno o nailon aptos para temperaturas de entre 80 y 100 °C (176 y 212 °F). Los soportes de pilas de botón de litio están fabricados con cuerpos de PBT, nailon o LCP de alta temperatura porque normalmente se montan en placas de circuitos y requieren soldadura por ola a entre 180 y 240 °C (356 y 464 °F) o soldadura por reflujo a entre 230 y 300 °C (446 y 572 °F).
Los contactos de la batería son la parte más importante del diseño y requieren una consideración seria. Dado que las baterías están niqueladas, se recomienda que los contactos estén niquelados para evitar la corrosión galvánica entre metales diferentes. [1] Los contactos de la batería pueden ser fijos, flexibles o una combinación de ambos. [2]
Los contactos fijos son económicos pero propensos a la pérdida de conexión eléctrica . [3] La combinación de contactos fijos y flexibles es una mejor solución, pero está sujeta a un circuito abierto al moverse en la dirección opuesta a la posición fija; el contacto de resorte se comprime y permite que la batería se aleje del contacto fijo. Un contacto flexible permite una ligera expansión de la celda al descargarse, a medida que los químicos internos aumentan de volumen. Los contactos flexibles con múltiples dedos tocando el ánodo y el cátodo permiten el movimiento en múltiples direcciones sin perder la conexión eléctrica.
La protección de polaridad, o de batería invertida, puede ser parte del diseño . El contacto para el lado del ánodo puede estar empotrado detrás de plástico y recibir una protuberancia de batería común en las baterías alcalinas . Otro método es un canal de plástico para recibir un poste o terminal de batería. En julio de 2010, Microsoft dijo que esperaba vender su tecnología de protección de polaridad InstaLoad , que permite que las baterías se inserten en cualquier orientación y sigan funcionando correctamente. [4] Los métodos anteriores para lograr esto eran costosos o causaban un drenaje de energía pasiva en la batería, mientras que esta solución es puramente mecánica y asequible de producir.
Los tipos de batería, como la de 9 voltios, tienen contactos a presión.
Los soportes para baterías de zinc-aire no deben ser completamente herméticos, ya que se requiere aproximadamente 1 litro de aire por amperio-hora de descarga por celda. El soporte para baterías puede incluir una válvula integrada con el interruptor de encendido del dispositivo para permitir la entrada de aire cuando el dispositivo está encendido. [5]
