¿Cómo se fabrican las baterías? Materiales utilizados y Construcción

¿Te has preguntado alguna vez cómo se fabrican las baterías? Descubre en este artículo los materiales utilizados y el proceso de construcción de estas imprescindibles fuentes de energía. ¡No te lo pierdas!

La batería fue inventada por Alejandro Volta en 1800. Aunque han ocurrido varias iteraciones desde entonces, el funcionamiento fundamental de una batería sigue siendo el mismo. Las baterías proporcionan energía eléctrica a partir de energía química. Por lo tanto, la composición química dentro de la batería es muy importante para el perfecto funcionamiento de una batería. Este artículo analiza la composición de una batería alcalina y cómo se fabrican.

¿Qué hay dentro de una batería?

Una batería consta de tres componentes principales: los dos electrodos y el electrolito. Pero las baterías comerciales constan de algunos componentes más que las hacen confiables y fáciles de usar.

En palabras simples, la batería produce electricidad cuando los dos electrodos sumergidos en el electrolito reaccionan entre sí. La electricidad es básicamente la flujo de electrones. La composición química de la batería está diseñada de tal manera que el electrón de un electrodo fluye a través del electrolito hacia el otro electrodo. Esto sucede solo cuando la batería está conectada al circuito.

¿Cómo se fabrican las baterías? Materiales utilizados y Construcción
Construcción de una pila alcalina

Las capas internas de una batería alcalina se muestran en la figura anterior. Veamos en detalle los componentes de una pila alcalina comercial.

Debe leer: Términos y características importantes de la batería explicados (con ejemplos)

El caso

La carcasa es la cubierta más externa de la batería. Por lo general, está hecho de láminas de acero delgadas. Actúa como soporte y mantiene los componentes de la batería y el aislamiento alejados del ambiente. Sobre esta caja se coloca un envoltorio de plástico que nos muestra las especificaciones y los terminales de la batería.

Terminal positivo

Nota: El terminal positivo no significa el cátodo. Pero, en general, ambos términos se usan indistintamente cuando se habla de terminales de batería.

En realidad, el cátodo está presente dentro de la batería, mientras que el terminal positivo de la batería se encuentra afuera y es visible para nosotros. El terminal positivo conecta el cátodo al circuito. En una batería alcalina, la terminal positiva es comoproyección del centro comercial en un extremo de la batería.

borne negativo

Al igual que el cátodo, el ánodo también se encuentra dentro de la batería, mientras que el terminal negativo se encuentra fuera. El terminal negativo conecta el ánodo al circuito. En una batería alcalina, el terminal negativo es la tapa de la base en el otro extremo de la batería. aparece como un superficie plana.

Ánodo

El ánodo tiene la capacidad de liberar electrones. Uso de pilas alcalinas zinc como el ánodo. Este metal libera fácilmente electrones. El zinc se mezcla con hidróxido de potasio solución para formar una pasta.

Cátodo

El cátodo acepta los electrones liberados por el ánodo. Dióxido de manganeso se utiliza en pilas alcalinas como su cátodo. El óxido de manganeso se mezcla con grafito para aumentar su conductividad.

Electrólito

El electrolito es el medio para transferir electrones entre el ánodo y el cátodo. Uso de pilas alcalinas lHidróxido de potasio líquido (KOH) como el electrolito. Es debido a este compuesto que las pilas alcalinas obtuvieron su nombre. KOH es un buen conductor y por lo tanto es una elección perfecta como electrolito.

Separador

Un separador es una parte importante de una batería ya que salva la batería de un cortocircuito interno. Como su nombre lo especifica, un separador mantiene separados el ánodo y el cátodo. Si estos electrodos entran en contacto directo, debido a un cortocircuito, la batería se agotará por completo. Por lo tanto un papel laminado similar al caucho se enrolla y se utiliza como separador de pilas alcalinas.

Clavo colector de corriente

El clavo colector actual es una parte inevitable de una batería que finalmente entrega energía de la batería a los dispositivos. A clavo de latón se utiliza como colector de corriente en las baterías. Este clavo se coloca exactamente en el medio de la batería y transfiere la corriente externa a los elementos internos.


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El proceso de ensamblaje de la batería

Después de discutir los elementos principales de una batería, veamos ahora cómo se ensamblan para formar una batería que llega a nuestras manos como producto final. Aquí está el proceso paso a paso.

Etapa 1: Selección del tamaño de la caja

Según el tamaño predefinido, el contenedor de la batería se prepara a partir de láminas de acero niquelado. Para pilas alcalinas AA, AAA, AAAA, C, D, etc. son los tamaños populares.

Etapa 2: Inserción del cátodo

Como ya hemos comentado, se prepara una mezcla de dióxido de manganeso y grafito que se utiliza como cátodo. Esta mezcla se comprime en gránulos o anillos finos. Se llenan cuatro anillos en cada lata de batería.

Etapa 3: Colocación del separador

Tan pronto como el cátodo esté listo, el siguiente paso inmediato es colocar el separador. Se coloca en el medio de los anillos catódicos y está sellado en la parte inferior.

Etapa 4: Llenado del electrolito líquido

Una vez fijado el separador, el electrolito líquido se llena en su interior. Los anillos separadores y catódicos absorben el electrolito. Este proceso toma alrededor 20 minutos para completar y será supervisado continuamente.

Etapa 5: Colocación del ánodo

Mientras se absorbe el electrolito, se prepara la mezcla anódica. El gel de zinc se prepara mezclándolo con hidróxido de potasio. Se tarda como 10 minutos hasta formar una pasta de color azul claro. Una vez finalizada la etapa 4, este gel de zinc se introduce en el separador.

Etapa 6: Inserción del colector de corriente

Incluso si todos los elementos se mantienen en su lugar, es posible que una batería de esta forma no funcione. Para ello se utiliza un clavo colector de corriente. Él transfiere la energía en los elementos de la batería para iniciar la reacción química.

A clavo de latón se utiliza como colector de corriente después de varias rondas de limpieza para garantizar que esté libre de suciedad o aceite. Luego se inserta justo dentro de la batería y se suelda en un disco de acero. Este disco de acero actúa como el polo negativo de la batería.

Etapa 7: Embalaje de la batería

El proceso se encuentra ahora en la etapa final de empaque. Las baterías terminadas ahora se pueden sellar usando tapado de alta velocidad. Luego sigue cubriendo las baterías con una envoltura de plástico. Incluye las especificaciones y otros detalles de la batería. Una vez embalados y transportados, están disponibles para nuestro uso.

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Preguntas frecuentes sobre la fabricación de baterías

¿Cómo se fabrican las baterías? Materiales utilizados y Construcción

Las baterías son dispositivos indispensables en nuestra vida cotidiana, utilizadas en una amplia gama de aplicaciones, desde nuestros teléfonos móviles hasta los automóviles eléctricos. A continuación, se responderán algunas de las preguntas más frecuentes sobre la fabricación de baterías y los materiales utilizados en su construcción.

1. ¿Cuáles son los materiales utilizados en la fabricación de las baterías?

Las baterías están compuestas por diferentes materiales, pero los componentes básicos son:

  • Electrodos: Los electrodos están hechos de materiales activos, como el carbono o el litio, que permiten el almacenamiento y liberación de energía eléctrica.
  • Electrolito: El electrolito es una sustancia líquida o sólida que permite el flujo de iones entre los electrodos.
  • Contenedor: El contenedor es la estructura externa de la batería, hecha de materiales resistentes para proteger los componentes internos y mantenerlos en su lugar.

2. ¿Cuál es el proceso de fabricación de las baterías?

El proceso de fabricación de las baterías puede variar dependiendo del tipo específico de batería a producir, pero generalmente involucra los siguientes pasos:

  1. Preparación de los materiales: Los materiales necesarios se preparan, incluyendo los electrodos y el electrolito.
  2. Montaje de la celda: Los componentes de la batería se ensamblan en una celda, que es la unidad básica de la batería.
  3. Ajuste del electrolito y sellado: El electrolito se añade a la celda y luego se sella herméticamente para evitar fugas.
  4. Ensayos de calidad: Las baterías se someten a pruebas rigurosas para verificar su rendimiento y calidad.
  5. Empaquetado y distribución: Una vez que las baterías pasan las pruebas de calidad, se empaquetan y distribuyen para su uso.

3. ¿Cuál es la importancia del reciclaje de las baterías?

Las baterías contienen componentes dañinos para el medio ambiente, como metales pesados y productos químicos tóxicos. El reciclaje de las baterías es esencial para evitar la contaminación y aprovechar los materiales valiosos que pueden ser reutilizados. Es importante desechar correctamente las baterías agotadas y buscar centros de reciclaje designados para su procesamiento seguro y sostenible.

Si deseas obtener más información sobre la fabricación de baterías y los materiales utilizados, puedes consultar el siguiente enlace: https://es.wikipedia.org/wiki/Batería_(electricidad)


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