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Fuga de batería

Una batería Varta de barril de níquel-cadmio que se filtró en la placa base de un Korg Poly-61, causando una corrosión masiva en las pistas de la placa de circuito y en las patas de los circuitos integrados.

La fuga de la batería es el escape de sustancias químicas, como electrolitos , dentro de una batería eléctrica debido a la generación de vías hacia el entorno exterior causadas por defectos de fábrica o de diseño, generación excesiva de gas o daño físico a la batería. La fuga de sustancias químicas de la batería a menudo provoca corrosión destructiva en el equipo asociado y puede suponer un riesgo para la salud. [1]

Fugas por tipo

Primario

Zinc-carbono

Una batería de zinc-carbono de 4,5 V fabricada en la URSS en 1981

Las pilas de zinc-carbono fueron el primer tipo de pila disponible comercialmente y todavía se utilizan con cierta frecuencia, aunque han sido reemplazadas en gran medida por la pila alcalina de composición similar . Al igual que la pila alcalina, la pila de zinc-carbono contiene dióxido de manganeso y electrodos de zinc . A diferencia de la pila alcalina, la pila de zinc-carbono utiliza cloruro de amonio como electrolito ( cloruro de zinc en el caso de las pilas de zinc-carbono "de alta resistencia"), que es ácido .

Ya sea cuando se ha consumido por completo o después de tres a cinco años desde su fabricación (su vida útil ), [2] una batería de zinc-carbono es propensa a tener fugas. Los subproductos de la fuga pueden incluir hidróxido de manganeso , cloruro de amonio y zinc , amoníaco , cloruro de zinc , óxido de zinc , agua y almidón . Esta combinación de materiales es corrosiva para los metales, como los de los contactos de la batería y los circuitos circundantes. [3]

La evidencia anecdótica sugiere que las fugas de las baterías de zinc-carbono se pueden limpiar eficazmente con bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio). [4]

Alcalino

Una pila alcalina AA con fugas

Las pilas alcalinas utilizan dióxido de manganeso y electrodos de zinc con un electrolito de hidróxido de potasio . La pila alcalina recibe su nombre de la sustitución del cloruro de amonio ácido de las pilas de zinc-carbono por hidróxido de potasio, que es un alcalino. Las pilas alcalinas son considerablemente más eficientes, más respetuosas con el medio ambiente y más estables en almacenamiento que las pilas de zinc-carbono (de cinco a diez años, si se almacenan a temperatura ambiente). [2] Las pilas alcalinas sustituyeron en gran medida a las pilas de zinc-carbono en el uso habitual en 1990. [5]

Una vez que una batería alcalina se agota, o cuando llega al final de su vida útil, la química de sus celdas cambia y se genera gas hidrógeno como subproducto. [3] Cuando se ha acumulado suficiente presión internamente, la carcasa se divide en las bases o en los costados (o en ambos), liberando óxido de manganeso , óxido de zinc, hidróxido de potasio, hidróxido de zinc e hidróxido de manganeso. [6]

Las fugas de las pilas alcalinas se pueden neutralizar eficazmente con jugo de limón o vinagre blanco destilado. [7] Se debe utilizar protección para los ojos y guantes de goma, ya que el electrolito de hidróxido de potasio es cáustico. [8]

Recargable

Níquel-cadmio (Ni-Cd)

Las baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd) utilizan óxido de níquel e hidróxido y electrodos de cadmio metálico con un electrolito de hidróxido de potasio. Las baterías selladas de Ni-Cd se usaron ampliamente en equipos de fotografía, herramientas eléctricas portátiles y juguetes radiocontrolados desde principios de la década de 1940 hasta principios de la década de 1990, cuando las baterías de níquel-hidruro metálico las reemplazaron (de la misma manera que las baterías alcalinas reemplazaron a las baterías de zinc-carbono). En las computadoras personales , las baterías de Ni-Cd se usaron por primera vez a mediados de la década de 1980 como una alternativa más barata a las baterías de litio para alimentar relojes de tiempo real y preservar la configuración del BIOS. Las baterías de níquel-cadmio también se usaron brevemente en paquetes de baterías de computadoras portátiles, hasta la llegada de baterías de níquel-hidruro metálico comercialmente viables a principios de la década de 1990. [9] Las baterías de Ni-Cd todavía se usan en algunas fuentes de alimentación ininterrumpida y configuraciones de iluminación de emergencia .

Excepto en aplicaciones aeronáuticas u otras de alto riesgo, las baterías de Ni-Cd no están selladas herméticamente de forma intencionada e incluyen orificios de ventilación para evitar la presión por si se cargan de forma incorrecta. Con el paso del tiempo y una cantidad suficiente de ciclos térmicos, el sello se degradará y permitirá que el electrolito se filtre. [10] La fuga suele desplazarse por los terminales positivo y/o negativo hacia cualquier circuito circundante (consulte la imagen superior).

Al igual que ocurre con las fugas de baterías alcalinas, las fugas de Ni-Cd se pueden neutralizar eficazmente con jugo de limón o vinagre blanco destilado. [7]

Níquel-hidruro metálico (Ni-MH)

Las baterías de níquel-hidruro metálico (Ni-MH) reemplazaron en gran medida a las baterías de Ni-Cd a principios de la década de 1990. [9] Reemplazaron el electrodo de cadmio metálico por una aleación que absorbe hidrógeno, lo que le permite tener más del doble de capacidad que las baterías de Ni-Cd y, al mismo tiempo, ser más fácil de reciclar. Su apogeo en el equipo informático fue a principios y mediados de la década de 1990. En 1995, la mayoría de los fabricantes de placas base cambiaron a pilas de botón de litio no recargables para mantener encendido el chip BIOS. [11] Los paquetes de baterías a base de litio reemplazaron a los paquetes de Ni-MH en todos los portátiles, excepto en los de gama más baja, a principios de la década de 2000. [12]

La vida útil práctica de una pila Ni-MH es de aproximadamente cinco años. Las pilas Ni-MH cilíndricas tipo jelly roll , como las que se utilizan en los paquetes de baterías de los ordenadores portátiles de los años 1990, se descargan a un ritmo de hasta un 2 % al día, mientras que las pilas tipo botón, como las que se utilizan en las baterías de las placas base, se descargan a un ritmo de menos del 20 % al mes. [13] Se dice que tienen fugas con menos frecuencia que las pilas alcalinas, pero tienen un modo de fallo similar. [14]

Las fugas de Ni-MH se pueden neutralizar eficazmente con jugo de limón o vinagre blanco destilado. [7]

Historia

En los Estados Unidos, en 1964, la Comisión Federal de Comercio prohibió el uso de la palabra a prueba de fugas o la frase "a prueba de fugas garantizada" en los anuncios o en los paquetes de baterías de celdas secas , ya que había determinado que ningún fabricante había desarrollado aún una batería que fuera verdaderamente impermeable a las fugas. [15] [16] La FTC derogó esta prohibición en 1997. [15]

Referencias

 Este artículo incorpora texto de Caps Wiki disponible bajo la licencia CC BY 4.0.

  1. ^ Bro, Per; Samuel C. Levy (1994). "Fugas en las baterías". Riesgos de las baterías y prevención de accidentes. Springer Science & Business Media. págs. 43–86. ISBN 9781489914590– a través de Google Books.
  2. ^ ab Pilas no recargables Energizer: Preguntas frecuentes (PDF) . Energizer Holdings. 2012. Archivado desde el original (PDF) el 30 de mayo de 2023.
  3. ^ ab "¿Qué es esa sustancia blanca que sale de las baterías?". PowerStream.com . Lund Instrument Engineering. 6 de junio de 2022. Archivado desde el original el 9 de febrero de 2023.
  4. ^ Reamer, Gracie (22 de marzo de 2022). "Cómo limpiar la corrosión de la batería". House Digest . Static Media. Archivado desde el original el 25 de marzo de 2023.
  5. ^ Holusha, Josh (3 de junio de 1990). "Tratando de hacer que las baterías sean 'ecológicas'". The New York Times : A9. Archivado desde el original el 25 de mayo de 2015.
  6. ^ List, Jenny (19 de octubre de 2022). "Las células filtrantes y con costra matan tu tecnología. ¿Qué está pasando?". Hackaday . Archivado desde el original el 30 de mayo de 2023.
  7. ^ abc Witman, Sarah (3 de diciembre de 2020). «Cómo deshacerse de la corrosión de la batería». The New York Times . Archivado desde el original el 3 de mayo de 2023.
  8. ^ Farrell, Richard (14 de enero de 2017). "Cómo limpiar las fugas de las pilas alcalinas". Centro de baterías de UPS. Archivado desde el original el 12 de noviembre de 2020.
  9. ^ ab O'Brien, Bill (12 de marzo de 1991). "Níquel-hidruro metálico: una batería más amable y delicada". PC Magazine . 10 (5). Ziff-Davis: 105 – vía Google Books.
  10. ^ Darone, T.; P. Stiffler; R. Bonometti; B. Carter; E. Eng (agosto de 1990). Utilización de celdas de níquel cadmio (NiCd) de grado comercial pequeñas en aplicaciones de órbita terrestre baja (LEO). Universidad Estatal de Utah. Archivado desde el original el 5 de julio de 2017.
  11. ^ Bigelow, Stephen (1994). Solución de problemas y reparación de computadoras portátiles, palmtop y de bolsillo. Windcrest/McGraw-Hill. pág. 20. ISBN 9780070052406– a través de Google Books.
  12. ^ Mueller, Scott (2004). Actualización y reparación de computadoras portátiles. Que. p. 255. ISBN 9780789728005– a través de Google Books.
  13. ^ "Vida útil y almacenamiento de la batería". Master Instruments. Archivado desde el original el 29 de mayo de 2023.
  14. ^ Tang, Alice (6 de junio de 2020). "¿Las baterías NiMH explotan?". Blog de Grepow . Batería Grepow de Shenzhen. Archivado desde el original el 4 de diciembre de 2022.
  15. ^ ab Ward, Peter C. (2023). Comisión Federal de Comercio: Ley, práctica y procedimiento. Law Journal Press. págs. 7-8. ISBN 9781588520401– a través de Google Books.
  16. ^ Redactor (1 de enero de 1972). "¿Qué se supone que debe hacer una batería?". Globe-Gazette . Mason City, Iowa: 5 – vía Newspapers.com.