Efecto memoria

Efecto de memoria, también conocido como efecto de batería, efecto de batería perezosa o memoria de batería, es un efecto observado en las baterías recargables de níquel-cadmio que hace que retengan menos carga. Describe la situación en la que las baterías de níquel-cadmio pierden gradualmente su capacidad máxima de energía si se recargan repetidamente después de haberse descargado solo parcialmente. La batería parece "recordar" la menor capacidad.

Efecto memoria real

El término "memoria" provino de una aplicación aeroespacial de níquel-cadmio en la que las celdas se descargaban repetidamente hasta el 25 % de la capacidad disponible (más o menos el 1 %) mediante un control informático riguroso y luego se recargaban hasta el 100 % de su capacidad sin sobrecarga. Este régimen de ciclo repetitivo a largo plazo, sin previsión de sobrecarga, resultó en una pérdida de capacidad más allá del punto de descarga del 25%. La memoria verdadera no puede existir si se cumple alguna (o más) de las siguientes condiciones:

• las baterías consiguen una sobrecarga completa.
• la descarga no es exactamente el mismo cada ciclo, dentro más o menos 3%
• descarga es a menos de 1.0 voltios por celda

El efecto de memoria real es específico de las celdas de níquel-cadmio de placa sinterizada y es extremadamente difícil de reproducir, especialmente en celdas de amperios-hora más bajos. En un programa de prueba en particular diseñado para inducir el efecto, no se encontró ninguno después de más de 700 ciclos de carga/descarga controlados con precisión. En el programa, se utilizaron celdas de un amperio-hora enrolladas en espiral. En un programa de seguimiento, se utilizaron celdas de tipo aeroespacial de 20 amperios por hora en un régimen de prueba similar; los efectos de la memoria se observaron después de unos pocos cientos de ciclos.

Otros problemas percibidos como efecto memoria

Los fenómenos que no son verdaderos efectos de memoria también pueden ocurrir en tipos de batería que no sean celdas de níquel-cadmio de placa sinterizada. En particular, las celdas basadas en litio, que normalmente no están sujetas al efecto memoria, pueden cambiar sus niveles de voltaje de modo que el sistema de control de la batería pueda percibir una disminución virtual de la capacidad.

Efectos temporales

Depresión de tensión por sobrecarga prolongada

Un proceso común a menudo atribuido al efecto memoria es la depresión del voltaje. En este caso, el voltaje de salida de la batería cae más rápido de lo normal a medida que se usa, aunque la capacidad total permanece casi igual. En los equipos electrónicos modernos que monitorean el voltaje para indicar la carga de la batería, la batería parece agotarse muy rápidamente. Para el usuario, parece que la batería no mantiene su carga completa, lo que parece similar al efecto de memoria. Este es un problema común con dispositivos de alta carga como cámaras digitales y teléfonos celulares.

La depresión de voltaje es causada por la sobrecarga repetida de una batería, lo que provoca la formación de pequeños cristales de electrolito en las placas. Estos pueden obstruir las placas, aumentando la resistencia y reduciendo el voltaje de algunas celdas individuales de la batería. Esto hace que la batería en su conjunto parezca descargarse rápidamente ya que esas celdas individuales se descargan rápidamente y el voltaje de la batería en su conjunto cae repentinamente. Este efecto es muy común, ya que los cargadores lentos de los consumidores suelen sobrecargarse. Se sabe que las baterías de hidruro metálico de níquel, por ejemplo, experimentan esta forma de pérdida de capacidad, a menudo atribuida erróneamente al efecto memoria.

Reparar

El efecto se puede superar sometiendo cada celda de la batería a uno o más ciclos profundos de carga/descarga. Esto debe hacerse con las celdas individuales, no con una batería de varias celdas; en una batería, algunas celdas pueden descargarse antes que otras, lo que hace que esas celdas estén sujetas a una corriente de carga inversa por parte de las celdas restantes, lo que puede provocar daños irreversibles.

Altas temperaturas

Las altas temperaturas también pueden reducir el voltaje cargado y la carga aceptada por las celdas.

Otras causas

• Operación debajo de 32 °F (0 °C)
• Altas tasas de descarga (sobre 5C) en una batería no diseñada específicamente para dicho uso
• Tiempo de carga insuficiente
• Cargador defectuoso

Pérdida permanente de capacidad

Descarga profunda

Algunas baterías recargables pueden dañarse por descargas profundas repetidas. Las baterías están compuestas por múltiples celdas similares, pero no idénticas. Cada celda tiene su propia capacidad de carga. Como la batería en su conjunto se está descargando profundamente, la celda con la capacidad más pequeña puede llegar a tener carga cero y "revertirá la carga" mientras las otras celdas continúan forzando la corriente a través de él. La pérdida de capacidad resultante a menudo se atribuye al efecto memoria.

Los usuarios de baterías pueden intentar evitar el efecto de memoria propiamente dicho descargando completamente sus paquetes de baterías. Es probable que esta práctica cause más daño ya que una de las celdas se descargará profundamente. El daño se concentra en la celda más débil, por lo que cada descarga completa adicional causará más y más daño a esa celda.

Edad y uso—final de vida normal

Todas las baterías recargables tienen una vida útil finita y perderán lentamente la capacidad de almacenamiento a medida que envejecen debido a reacciones químicas secundarias dentro de la batería, ya sea que se use o no. Algunas celdas pueden fallar antes que otras, pero el efecto es reducir el voltaje de la batería. Las baterías a base de litio tienen una de las vidas inactivas más largas de cualquier construcción. Lamentablemente, el número de ciclos operativos sigue siendo bastante bajo, aproximadamente entre 400 y 1200 ciclos completos de carga/descarga. La vida útil de las baterías de litio disminuye a mayor temperatura y estados de carga (SoC), ya sea que se usen o no; La vida útil máxima de las celdas de litio cuando no están en uso (almacenamiento) se logra refrigerando (sin congelar) cargadas al 30%–50% SoC. Para evitar una descarga excesiva, la batería debe volver a estar a temperatura ambiente y recargarse al 50 % de SoC una vez cada seis meses o una vez al año.