Pila de botón

Una pila de botón, pila de reloj o pila de botón es una batería pequeña formada por una única celda electroquímica y con forma de cilindro achaparrado, de entre 5 y 25 mm (0,197 y 0,984 pulgadas) de diámetro y entre 1 y 6 mm (0,039 y 0,236 pulgadas) de alto, similar a un botón. El acero inoxidable suele formar el cuerpo inferior y el terminal positivo de la pila; aislada de él, la tapa superior metálica forma el terminal negativo.

Las pilas de botón se utilizan para alimentar dispositivos electrónicos portátiles pequeños, como relojes de pulsera y calculadoras de bolsillo. Las variantes más amplias suelen denominarse pilas de botón. Los dispositivos que utilizan pilas de botón suelen estar diseñados en torno a una pila que ofrece una larga vida útil, normalmente más de un año de uso continuo en un reloj de pulsera. La mayoría de las pilas de botón tienen una baja autodescarga y mantienen su carga durante mucho tiempo si no se utilizan. Los dispositivos de potencia relativamente alta, como los audífonos, pueden utilizar una pila de zinc-aire, que tiene una capacidad mucho mayor para un tamaño determinado, pero se agota después de unas semanas incluso si no se utiliza.

Las pilas de botón suelen ser pilas primarias desechables, pero algunas son pilas secundarias recargables. Los materiales más comunes para los ánodos son el zinc o el litio. Los materiales más comunes para los cátodos son el dióxido de manganeso, el óxido de plata, el monofluoruro de carbono, el óxido cúprico o el oxígeno del aire. Las pilas de botón de óxido de mercurio eran comunes antes, pero ya no están disponibles debido a la toxicidad y los efectos ambientales del mercurio.

Las pilas de botón son peligrosas para los niños pequeños, ya que, si se ingieren, pueden provocar quemaduras internas graves y lesiones importantes o incluso la muerte. Duracell ha intentado mitigar este problema añadiendo una capa amarga a sus pilas.

Las celdas de diferente composición química fabricadas en el mismo tamaño son mecánicamente intercambiables. Sin embargo, la composición puede afectar la vida útil y la estabilidad del voltaje. El uso de la celda incorrecta puede provocar una vida útil corta o un funcionamiento incorrecto (por ejemplo, la medición de luz en una cámara requiere un voltaje estable, por lo que generalmente se especifican celdas de plata). A veces, se optimizan celdas diferentes del mismo tipo, tamaño y capacidad para diferentes cargas mediante el uso de diferentes electrolitos, de modo que una puede tener una vida útil más larga que la otra cuando se suministra una corriente relativamente alta.

Las pilas alcalinas se fabrican en el mismo tamaño de botón que los otros tipos, pero suelen ofrecer menos capacidad y un voltaje menos estable que las pilas de óxido de plata o de litio, que son más costosas.

Las pilas de plata pueden tener un voltaje de salida que es estable hasta que cae repentinamente al final de su vida útil. Esto varía según el tipo; un fabricante (Energizer) ofrece tres pilas de óxido de plata del mismo tamaño, 357-303, 357-303H y EPX76, con capacidades que van desde 150 a 200 mAh, características de voltaje que van desde una reducción gradual hasta una constante, y algunas están diseñadas para un consumo bajo continuo con pulso alto a demanda, otras para uso fotográfico.

Las baterías de mercurio también suministran un voltaje estable, pero están prohibidas en muchos países debido a su toxicidad e impacto ambiental.

Las baterías de zinc-aire utilizan el aire como despolarizador y tienen una capacidad mucho mayor que otros tipos, ya que toman ese aire de la atmósfera. Las celdas tienen un sello hermético que debe retirarse antes de su uso; luego se secarán en unas pocas semanas, independientemente del uso.

A modo de comparación, en 2009 se enumeraron las propiedades de algunas celdas de un fabricante con un diámetro de 11,6 mm y una altura de 5,4 mm como:

• Plata: capacidad 200 mAh a un punto final de 0.9 V, resistencia interna 5–15 Ω, peso 2.3 g
• Alkaline (dióxido de manganés): 150 mAh (0.9), 3-9 Ω, 2.4 g
• Mercurio: 200 mAh, 2.6 g
• Zinc-air: 620 mAh, 1.9 g

Si se examinan las hojas de datos de la gama de un fabricante, es posible que aparezca una pila alcalina de alta capacidad con una capacidad tan alta como la de uno de los tipos de plata de menor capacidad, o una pila de plata en particular con el doble de capacidad que una pila alcalina en particular. Si el equipo alimentado requiere un voltaje relativamente alto (por ejemplo, 1,3 V) para funcionar correctamente, una pila de plata con una característica de descarga plana dará un servicio mucho más prolongado que una pila alcalina, incluso si tiene la misma capacidad especificada en mAh hasta un punto final de 0,9 V. Si un dispositivo parece "consumir" las pilas después de reemplazar la original suministrada por el fabricante, puede ser útil verificar los requisitos del dispositivo y las características de la pila de reemplazo. En el caso de los calibradores digitales, en particular, algunos están especificados para requerir al menos 1,25 V para funcionar y otros 1,38 V.

Si bien las baterías alcalinas, de óxido de plata y de mercurio del mismo tamaño pueden ser mecánicamente intercambiables en cualquier dispositivo, el uso de una celda del voltaje correcto pero con características inadecuadas puede provocar una vida útil corta de la batería o un fallo en el funcionamiento del equipo. Las celdas primarias de litio comunes, con un voltaje terminal de alrededor de 3 voltios, no se fabrican en tamaños intercambiables con celdas de 1,5 voltios. El uso de una batería de un voltaje significativamente más alto que el que soporta el equipo puede causar daños permanentes.

La norma internacional IEC 60086-3 define un sistema de codificación alfanumérica para las "pilas de reloj". Los fabricantes suelen tener su propio sistema de denominación; por ejemplo, la pila denominada LR1154 por la norma IEC se denomina AG13, LR44, 357, A76 y otros nombres por diferentes fabricantes. La norma IEC y algunas otras codifican el tamaño de la caja de modo que la parte numérica del código esté determinada únicamente por el tamaño de la caja; otros códigos no codifican el tamaño directamente.

Algunos ejemplos de baterías que cumplen con la norma IEC son CR2032, SR516 y LR1154, donde las letras y los números indican las siguientes características.

La primera letra del sistema estándar IEC identifica la composición química de la batería, lo que también implica un voltaje nominal:

Carta código	Común Nombre	Positivo electrodo	Electrolito	Negativo electrodo	Nominal voltaje (V)	Punto final voltaje (V)	Máximo voltaje (V)	Comentarios
-	Zinc-carbon	Dióxido de manganeso	Cloruro de zinc	Zinc	1,5	?	1.72
L	Alkaline	Dióxido de manganeso	Alkali	Zinc	1,5	1.0	1.65	Mucho mayor capacidad que el zinc-carbono.
S	Plata	Óxido de plata	Alkali	Zinc	1.55	1.2	1.63	SR sinónimo de AG. Curva de descarga mucho más plana que L. Capacidad nominal ligeramente superior, capacidad mucho mayor efectiva para dispositivos con mayor tensión de corte (por ejemplo, calipers digitales).
P	Zinc-air	Oxygen	Alkali	Zinc	1.4	1.2	1.68	Alta capacidad. Activado al quitar el sello de la ventilación. El electrolito puede secarse.
C	Litio	Dióxido de manganeso	Orgánico	Litio	3	2.0	3.7	Muy común. Pérdida gradual de tensión con descarga.
B		Carbon monofluoride	Orgánico	Litio	3	2.0	3.7	Similar a C, con mejor rendimiento y menor auto-descarga a temperaturas más altas; menor tensión inicial, curva de descarga más plana.
G		Óxido de cobre	Orgánico	Litio	1,5	1.2	2.3
Z	Nickel oxyhidroxide	Dióxido de manganés, niquel oxihidroxido	Alkali	Zinc	1,5	?
E	Cloruro de Thionyl	Cloruro de Thionyl	Orgánico	Litio	3.6	?	3.9
F	Sulfuro de hierro	Iron disulfide	Orgánico	Litio	1,5	?	1.83	Temperatura baja, alta capacidad
M, N (retirada)	Mercurio	Óxido Mercurico	Alkali	Zinc	1.35/1.40	1.1	?

Para los tipos con voltaje estable que cae abruptamente al final de su vida útil (gráfico de voltaje versus tiempo en la cima del acantilado), el voltaje final es el valor en el "borde del acantilado", después del cual el voltaje cae extremadamente rápido. Para los tipos que pierden voltaje gradualmente (gráfico de pendiente, sin borde del acantilado), el punto final es el voltaje más allá del cual una descarga adicional causará daño a la batería y posiblemente al dispositivo que está alimentando, típicamente 1.0 o 0.9 V.

Los nombres comunes son convencionales, no exclusivamente descriptivos; por ejemplo, una celda de plata (óxido) tiene un electrolito alcalino.

Las pilas de tipo L, S y C son hoy en día los tipos más utilizados en relojes de cuarzo, calculadoras, pequeños dispositivos PDA, relojes de ordenador y luces intermitentes. Las pilas de zinc-aire en miniatura –tipo P– se utilizan en audífonos e instrumentos médicos. En el sistema IEC, las pilas más grandes pueden no tener prefijo para el sistema químico, lo que indica que son pilas de zinc-carbono; estos tipos no están disponibles en formato de pila de botón.

La segunda letra, R, indica una forma redonda (cilíndrica).

La norma solo describe las baterías primarias. Los tipos recargables fabricados en el mismo tamaño de caja llevarán un prefijo diferente que no figura en la norma IEC; por ejemplo, algunas pilas de botón ML y LiR utilizan tecnología de litio recargable.

Para las baterías recargables, los prefijos IEC son:

• H - óxido de aleación-nickel con electrolito acuoso, 1.2V
• K - óxido de cadmio-nickel con electrolito acuoso, 1.2V
• PB - dióxido de plomo con electrolito de ácido sulfúrico, 2V
• IC - óxido de litio-cobalto con electrolito orgánico, 3.8V
• IN - óxido de litio-nickel con electrolito orgánico, 3.8V
• IM - óxido de litio-manganés con electrolito orgánico, 3.8V

Prefijo	Recargable	Química	Tensión nominal (V)	Comentarios
LPM, LiR, RJD, RCR	Sí.	Li-ion	3.7	a veces llamado "CR recargable"; mayor tensión que CR puede causar daño cuando se utiliza como reemplazo directo, se puede reducir con un diodo serial o regulador
ML	Sí.	LiMnO2	3	"manganeso"; -20..+60 °C, 2.8..3.2V carga; común para respaldos de memoria/RTC a largo plazo; mesetas a 2.5V
MS	Sí.	LiMnSi	3	"Silicona de manganeso"; -20..+60 °C, 2.8..3.3V carga; mejor carga/descarga características que VL o ML; común para copias de seguridad de memoria/RTC
VL	Sí.	LiV2O5	3	"vanadio", por ejemplo, VL1220, VL2020, VL2330, VL3032; -20..+60 °C, 3.25..3.55 Carga V; baja tensión en carga
CTL	Sí.	CoTiLi	2.3	"cobalto titanio"; -20..+60 °C, 2.5..2.7V de carga; común en los relojes solares, a veces llamado capacitor de reloj
MT	Sí.	LiMnTi	1,5	"Titanio de manganeso"; -10..+60 °C, 1.8..2.6V carga
V, MH	Sí.	NiMH	1.2	puede reemplazar las células LR/SR si el voltaje inferior al 1.5V no es un problema
TL	no	LiSoCl2	3.6	"thionyl chloride"; para bajas temperaturas

El tamaño del paquete de las pilas de botón que utilizan nombres estándar se indica mediante un código de 2 dígitos que representa un tamaño de caja estándar, o un código de 3 o 4 dígitos que representa el diámetro y la altura de la pila. El primer o los dos primeros dígitos codifican el diámetro exterior de la pila en milímetros enteros, redondeado hacia abajo; los diámetros exactos se especifican en la norma y no hay ambigüedad; por ejemplo, cualquier pila con un 9 inicial tiene un diámetro de 9,5 mm, no se utiliza ningún otro valor entre 9,0 y 9,9. Los dos últimos dígitos son la altura total en décimas de milímetro.

Códigos de diámetro (1o o 2 dígitos)

Número código	Nominal diámetro (mm)	Tolerancia (mm)
4	4.8	±0.15
5	5.8	±0.15
6	6.8	±0.15
7	7.9	±0.15
9	9.5	±0.15
10	10.0	±0.20
11	11.6	±0.20
12	12,5	±0.25
16	16.0	±0.25
20	20.0	±0.25
23	23.0	±0,50
24	24,5	±0,50
44	11.6	±0.20

Ejemplos:

• CR2032: litio, 20 mm de diámetro, 3,2 mm de altura, 220 mAh
• CR2032H; litio, 20 mm de diámetro, 3,2 mm de altura 240 mAh
• CR2025: litio, 20 mm de diámetro, 2,5 mm de altura, 170 mAh
• SR516: plata, 5,8 mm de diámetro, 1,6 mm de altura
• LR1154/SR1154: alcalina/plata, 11.6 mm de diámetro, 5.4 mm de altura. Los códigos de dos dígitos LR44/SR44 se utilizan a menudo para este tamaño

Algunas pilas de botón, en particular las de litio, están fabricadas con lengüetas para soldar para una instalación permanente, como para alimentar la memoria para la información de configuración de un dispositivo. La nomenclatura completa tendrá prefijos y sufijos para indicar disposiciones especiales de terminales. Por ejemplo, hay una CR2032 enchufable y una CR2032 para soldar, una BR2330 enchufable y tres CR2330 para soldar además de las CR2330, y muchas recargables en 2032, 2330 y otros tamaños.

Después del código del paquete, pueden aparecer opcionalmente las siguientes letras adicionales en la designación del tipo para indicar el electrolito utilizado:

• P: electrolito hidroxido de potasio
• S: electrolito hidroxido sódico
• Sin carta: electrolito orgánico
• SW: tipo de drenaje bajo para relojes de cuarzo (analógico o digital) sin funciones de luz, alarma o cronógrafo
• W: tipo de drenaje alto para todos los relojes de cuarzo, calculadoras y cámaras. La batería cumple con todos los requisitos del estándar internacional IEC 60086-3 para las baterías de reloj.

Además del código de tipo descrito en la sección anterior, las baterías de reloj también deben estar marcadas con

• el nombre o marca del fabricante o proveedor;
• la polaridad (+);
• la fecha de fabricación.

A menudo, se trata de un código de dos letras (a veces en el lateral de la batería), donde la primera letra identifica al fabricante y la segunda es el año de fabricación. Por ejemplo:

• YN – la letra N es la letra 14 en el alfabeto – indica que la célula fue fabricada en 2014.

No existe un estándar universal.

La fecha de fabricación se puede abreviar con el último dígito del año, seguido de un dígito o letra que indique el mes, donde O, Y y Z se utilizan para octubre, noviembre y diciembre, respectivamente (por ejemplo, 01 = enero de 2010 o 2000, 9Y = noviembre de 2019 o 2009).

Un código utilizado por algunos fabricantes es AG (alcalino) o SG (plata) seguido de un número, como se muestra a continuación:

Código G	Código IEC
xG0	521
xG1	621
xG2	726
xG3	736
xG4	626
xG5	754
xG6	920 o 921
xG7	926 o 927
xG8	1120 o 1121
xG9	936
xG10	1130 o 1131
xG11	721
xG12	1142
xG13	1154

Para quienes están familiarizados con el símbolo químico de la plata, Ag, esto puede sugerir incorrectamente que las células AG son de plata.

Además de las pilas de botón desechables (de un solo uso), existen baterías recargables de muchos de los mismos tamaños, con menor capacidad que las pilas desechables. Las baterías desechables y recargables se fabrican para encajar en un soporte o con lengüetas de soldadura para una conexión permanente. En equipos con un soporte de batería, se pueden utilizar baterías desechables o recargables, si el voltaje es compatible.

Un uso típico de una batería recargable pequeña (en formato moneda u otro) es hacer copias de seguridad de los ajustes de un equipo que normalmente está conectado a la red eléctrica de forma permanente, en caso de que se produzca un corte de energía. Por ejemplo, muchos controladores de calefacción central almacenan los tiempos de funcionamiento e información similar en una memoria volátil, que se pierde en caso de un corte de energía. Es habitual que dichos sistemas incluyan una batería de respaldo, ya sea una desechable en un soporte (el consumo de corriente es extremadamente bajo y la vida útil es larga) o una recargable soldada.

Las pilas de botón recargables de NiCd solían ser componentes de la batería de respaldo de los ordenadores más antiguos; en los equipos más modernos se utilizan pilas de botón de litio no recargables con una vida útil de varios años.

Las baterías recargables suelen tener el mismo código numérico basado en dimensiones con letras diferentes; por lo tanto, la CR2032 es una batería desechable, mientras que las ML2032, VL2032 y LIR2032 son recargables que encajan en el mismo soporte si no están equipadas con lengüetas de soldadura. Es mecánicamente posible, aunque peligroso, colocar una batería desechable en un soporte destinado a una recargable; los soportes se colocan en partes del equipo a las que solo puede acceder el personal de servicio en tales casos.

Las pilas de botón son muy atractivas para los niños pequeños, que pueden llevárselas a la boca y tragárselas. La ingestión de la pila puede causar daños importantes a los órganos internos. La pila reacciona con los fluidos corporales, como la mucosidad o la saliva, creando un circuito que puede liberar un álcali lo suficientemente fuerte como para quemar el tejido humano.

Las pilas ingeridas pueden dañar el revestimiento del esófago y crear un orificio en el mismo en dos horas. En casos graves, el daño puede provocar un paso entre el esófago y la tráquea. Las pilas de botón ingeridas pueden dañar las cuerdas vocales. Incluso pueden quemar los vasos sanguíneos de la zona del pecho, incluida la aorta. En los Estados Unidos, se registraron 44 muertes de niños por ingestión de pilas de botón entre 2002 y 2021.

En el Gran Manchester, Inglaterra, con una población de 2.700.000 habitantes, dos niños de entre 12 meses y seis años murieron y cinco sufrieron lesiones que les cambiaron la vida en los 18 meses previos a octubre de 2014. En los Estados Unidos, en promedio, se informan más de 3.000 casos de ingestión pediátrica de pilas de botón al año. La proporción de resultados graves y fatales está aumentando. Las pilas de botón de 20 mm de diámetro o más causan las lesiones más graves, incluso si están gastadas e intactas. En Auckland, Nueva Zelanda, en 2018, hay alrededor de 20 casos por año que requieren hospitalización.

En 2020, Duracell anunció que recubría algunas de sus pilas de botón de litio con un compuesto amargante para disuadir a los niños de ingerirlas. Una solución alternativa es diseñar (o demandar) las pilas infractoras, en su mayoría de litio de 20 mm, fuera de la cadena de suministro.

Los niños que corren mayor riesgo de ingerir pilas de botón son aquellos de 5 años o menos. Tres muertes infantiles en Australia revelan que en cada caso: i) la ingestión no fue presenciada, ii) la fuente de la pila sigue siendo desconocida, iii) un diagnóstico erróneo inicial retrasó la intervención adecuada, iv) el diagnóstico se confirmó mediante rayos X, v) en cada caso la pila se alojó en el esófago del niño, vi) las pilas causantes eran de litio de 20 mm, vii) la muerte se produjo entre 19 días y 3 semanas después de la ingestión. Los síntomas que se presentan tras la ingestión de pilas de botón pueden diagnosticarse erróneamente y atribuirse a enfermedades infantiles comunes que no ponen en peligro la vida.

Algunas pilas de botón contienen mercurio o cadmio, que son tóxicos. A principios de 2013, la Comisión de Medio Ambiente del Parlamento Europeo votó a favor de prohibir la exportación e importación de una serie de productos que contienen mercurio, como las pilas de botón y otras baterías, a partir de 2020.

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• Tabla de referencia de células de monedas
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• "IEC 60086-2 Baterías primarias – Parte 2: especificaciones físicas y eléctricas" (PDF). Archivado desde el original (PDF) el 2013-11-02. (incluye características de descarga)
• "DIRECTIVE 2006/66/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL". (407 Kb) 6 de septiembre de 2006 (reciclaje y eliminación de baterías)