Consultar la ficha técnica de una celda de litio: capacidad, corriente, resistencia interna
Una batería de patinete es simplemente un conjunto de celdas idénticas, que suelen ser de formato 21700 o 18650. Su rendimiento depende directamente de las especificaciones técnicas de estas celdas. Comprender estas especificaciones permite entender por qué dos baterías con la misma tensión y la misma capacidad pueden comportarse de manera muy diferente a plena aceleración.
Lo esencial
- El número de celdas en serie determina el voltaje; el número en paralelo multiplica la capacidad y la corriente disponible.
- Una celda de gran capacidad no siempre implica una celda con una alta capacidad de descarga; a menudo, es necesario hacer una elección.
- La resistencia interna determina la caída de tensión y el calentamiento que se produce bajo una alta corriente.
- Las cifras de duración de vida se miden en condiciones específicas, que a menudo son más favorables que el uso real.
Los formatos
El nombre de un formato indica sus dimensiones: una batería 18650 mide 18 mm de diámetro y 65 mm de largo, mientras que una 21700 mide 21 mm por 70 mm. La 21700 contiene más material activo y disipa mejor el calor, lo que la ha convertido en la opción preferida para baterías de alto rendimiento.
Las cifras de una ficha, una por una
Las tensiones
- Tensión nominal: la tensión promedio durante la descarga, que suele ser de alrededor de 3,6 V para la mayoría de las celdas de litio-ion.
- Tensión de fin de carga: generalmente 4,2 V. Superar este valor daña la celda y la hace peligrosa.
- Tensión de fin de descarga: el valor mínimo que no se debe superar, generalmente alrededor de 2,5 V. En la práctica, se suele detener a un voltaje más alto para preservar la vida útil.
La capacidad
En miliamperios-hora (mAh): la cantidad de carga que la celda puede entregar, medida a baja corriente. A alta corriente, la capacidad realmente utilizable es menor, ya que el voltaje alcanza el umbral mínimo más rápidamente. Las hojas de datos de calidad proporcionan curvas de descarga a diferentes corrientes: son estas las que se deben consultar.
La corriente de descarga continua
La corriente que la celda puede suministrar de forma continua sin superar su temperatura límite, en las condiciones especificadas por el fabricante. Este es un dato crucial para una patineta eléctrica potente. Los valores máximos, que se mantienen solo durante unos segundos, se indican por separado.
La resistencia interna
En miliohmios: es la resistencia que la celda ofrece a la corriente. Esta resistencia provoca una caída de tensión proporcional a la corriente, y genera calor proporcional al cuadrado de la corriente. Una resistencia interna baja indica una batería que mantiene su voltaje incluso a plena aceleración y que se calienta menos. Esta resistencia aumenta con el frío y con el envejecimiento.
La duración de vida
En términos de ciclos, la capacidad disminuye hasta alcanzar un porcentaje de su valor inicial, que suele ser el 80%. Esta cifra depende en gran medida de las condiciones de la prueba: corriente, profundidad de descarga y temperatura. Sirve para comparar celdas que se han probado de la misma manera, pero no para predecir una vida útil real.
Capacidad o potencia: un equilibrio
Dentro de una celda, los fabricantes deben encontrar un equilibrio entre la cantidad de material activo (para la capacidad) y la facilidad con la que circula la corriente (para la potencia). Esto da lugar a dos familias de productos:
| Departamento de "energía" | Célula de "potencia" | |
|---|---|---|
| Capacidad | Maximale | Ligeramente inferior, o equivalente en celdas de alta gama y más recientes |
| Corriente continua | Moderado | Elevado |
| Resistencia interna | Más alta | Más bajo |
| Uso ideal | Autonomía, conducción tranquila | Aceleraciones potentes, circuito |
Dos modelos que se encuentran en nuestras baterías ilustran esta elección: la Samsung 50S, una celda 21700 de 5000 mAh, y la Molicel P45B, una celda 21700 de 4500 mAh diseñada para corrientes de descarga particularmente elevadas. Las hojas de datos de los fabricantes indican sus corrientes exactas según las condiciones de medición.
De la célula a la batería
Una batería se describe por su número de celdas en serie (S) y en paralelo (P):
- tensión nominal = número de celdas en serie × tensión nominal de una celda. 20S da como resultado 20 × 3,6 = 72 V, y 84 V con carga completa;
- capacidad = número en paralelo × capacidad de una celda. 10 células en paralelo de 5000 mAh dan 50 Ah;
- `energía = tensión nominal × capacidad. 72 V × 50 Ah = 3600 Wh;`
- corriente continua teórica = número en paralelo × corriente continua de una celda, antes de los límites del BMS, de las conexiones y del calentamiento general.
Es este último punto el que explica las interrupciones a máxima aceleración, detalladas en nuestra guía sobre baterías y BMS que interrumpen la aceleración: una batería de gran capacidad con celdas "energía" puede entregar menos corriente que una batería más pequeña con celdas "potencia". Esto es lo que distingue las versiones estándar y Performance de nuestras baterías para patinetes eléctricos.
Preguntas frecuentes
¿Por qué dos baterías de 72 V y 40 Ah no tienen la misma potencia?
Debido a que sus celdas tienen diferentes resistencias internas y diferentes corrientes continuas. La tensión y la capacidad indican la cantidad de energía almacenada, pero no la velocidad a la que puede ser liberada.
¿Es posible mezclar celdas diferentes en una batería?
No. Las celdas con capacidades o resistencias diferentes se desequilibran: las celdas más débiles trabajan más, envejecen más rápido y terminan por limitar toda la batería, e incluso pueden volverse peligrosas.
¿El frío realmente reduce la potencia?
Sí. El frío aumenta la resistencia interna de las celdas: la tensión disminuye más bajo esfuerzo, y la batería alcanza su umbral de corte más rápidamente.