Tipos de baterías explicados: primarias frente a recargables

Las baterías se dividen en dos grandes categorías: las celdas primarias (no recargables), como las alcalinas, de litio y de zinc-carbono, y las celdas secundarias (recargables), como las de iones de litio, hidruro metálico de níquel (NiMH), níquel-cadmio (NiCd) y plomo-ácido. Dentro de cada categoría, la química determina el voltaje, la densidad energética, la vida útil de ciclo y el costo. Esta guía explica cada tipo de batería común — cómo funciona, para qué se utiliza y sus pros y contras — y termina con una tabla comparativa completa para ayudarle a elegir.

1. Baterías primarias (no recargables / de un solo uso)

Estas baterías están diseñadas para usarse hasta agotarse y luego desecharse. Generan energía mediante una reacción química irreversible.

• Alcalina:
  • Química: Zinc y dióxido de manganeso con un electrolito alcalino (normalmente hidróxido de potasio).
  • Usos comunes: Con diferencia, el tipo más común para dispositivos domésticos como mandos a distancia, linternas, juguetes, relojes y radios.
  • Formatos: AA, AAA, C, D, 9V.
  • Características: Buena capacidad energética, ampliamente disponibles y económicas.
• Litio (primaria — distinta de la de iones de litio):
  • Química: A menudo dióxido de litio y manganeso (Li-MnO₂) o disulfuro de hierro y litio (Li-FeS₂).
  • Usos comunes: Dispositivos de alto consumo (cámaras digitales), aplicaciones de larga duración (detectores de humo, copias de seguridad de memoria) y temperaturas extremas.
  • Formatos: AA, AAA, 9V, celdas de botón/moneda (como la CR2032).
  • Características: Densidad energética muy alta, larga vida útil de almacenamiento (más de 10 años), ligeras y con buen rendimiento en frío. Más caras que las alcalinas.
• Zinc-Carbono:
  • Química: Zinc y dióxido de manganeso con un electrolito ácido (cloruro de amonio o cloruro de zinc). A menudo se etiquetan como “Heavy Duty” (servicio pesado).
  • Usos comunes: Dispositivos de bajo consumo, como relojes y mandos básicos.
  • Formatos: AA, AAA, C, D, 9V.
  • Características: Económicas, pero con menor capacidad y vida útil de almacenamiento que las alcalinas. Propensas a las fugas.
• Botón/Moneda: Estas baterías pequeñas y planas se presentan en varias químicas primarias:
  • Óxido de plata: Comunes en relojes, calculadoras y pequeños dispositivos médicos. Voltaje estable.
  • Zinc-aire: Se utilizan principalmente en audífonos. Se activan con el aire y tienen una vida limitada una vez que se retira el sellado. Alta densidad energética.
  • Litio (p. ej., tipos CR): Muy utilizadas en llaveros de mando, pequeños dispositivos electrónicos, placas base de ordenadores (para la CMOS) y dispositivos médicos. Larga vida útil de almacenamiento.
• Mercurio: (En gran medida retirada del mercado en muchos países por su toxicidad) Se utilizaba históricamente en celdas de botón y otros formatos.

2. Baterías secundarias (recargables)

Estas baterías pueden descargarse y recargarse varias veces invirtiendo la reacción química mediante una fuente de alimentación externa.

• Iones de litio (Li-ion):
  • Química: Una categoría amplia que utiliza diversos compuestos de litio. Los tipos comunes incluyen óxido de cobalto y litio (LCO), fosfato de hierro y litio (LFP), óxido de níquel, manganeso y cobalto y litio (NMC) y óxido de níquel, cobalto y aluminio y litio (NCA).
  • Usos comunes: Dominantes en la electrónica portátil (smartphones, portátiles, tabletas), herramientas eléctricas, vehículos eléctricos (VE), sistemas de almacenamiento de energía y dispositivos médicos.
  • Formatos: Varias formas de packs personalizados, celdas cilíndricas (p. ej., 18650, 21700) y celdas de bolsa. Existen algunos tamaños estándar como AA/AAA, pero tienen un voltaje diferente (3,7 V) al de las celdas primarias (1,5 V).
  • Características: Alta densidad energética, baja autodescarga, ligeras y sin efecto memoria. Requieren cargadores específicos y circuitos de protección para garantizar la seguridad.
• Polímero de litio (LiPo):
  • Química: Un tipo de Li-ion que utiliza un electrolito polimérico en lugar de uno líquido.
  • Usos comunes: Drones, vehículos de radiocontrol y electrónica portátil fina (algunos smartphones y tabletas).
  • Formatos: A menudo en bolsas flexibles de láminas (celdas de bolsa).
  • Características: Similar al Li-ion, pero permite formas más flexibles y potencialmente mayores tasas de descarga. Requiere una manipulación cuidadosa.
• Hidruro metálico de níquel (NiMH):
  • Química: Oxihidróxido de níquel (electrodo positivo) y una aleación absorbente de hidrógeno (electrodo negativo).
  • Usos comunes: Sustituye a las alcalinas en muchos dispositivos (utilizando los tamaños estándar AA y AAA), vehículos híbridos antiguos, herramientas eléctricas y cámaras digitales.
  • Formatos: AA, AAA, C, D, 9V y packs personalizados.
  • Características: Mayor capacidad que las NiCd y menos tóxicas (sin cadmio). Sufren una autodescarga mayor que las Li-ion (aunque existen variantes de baja autodescarga). Pueden presentar un efecto memoria leve, menos pronunciado que en las NiCd.
• Níquel-cadmio (NiCd):
  • Química: Oxihidróxido de níquel y cadmio.
  • Usos comunes: Herramientas eléctricas antiguas, iluminación de emergencia, equipos médicos y aviación. Ahora son menos comunes por su toxicidad y por haber sido superadas por las NiMH y las Li-ion.
  • Formatos: AA, AAA, C, D y packs personalizados.
  • Características: Robustas, con una larga vida útil de ciclo y buen rendimiento en aplicaciones de alto consumo y temperaturas extremas. Sufren el efecto memoria (depresión de voltaje). Contienen cadmio tóxico.
• Plomo-ácido:
  • Química: Dióxido de plomo (placa positiva) y plomo esponjoso (placa negativa) en un electrolito de ácido sulfúrico.
  • Usos comunes: Baterías de arranque para automoción (SLI — arranque, iluminación, encendido), sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI/UPS), almacenamiento de energía a gran escala, sillas de ruedas e iluminación de emergencia. El plomo-ácido también sigue siendo habitual en AGV y vehículos industriales, aunque cada vez se prefiere más el litio.
  • Formatos: Normalmente bloques rectangulares grandes (tipos inundados o sellados, como AGM y Gel).
  • Características: Tecnología madura, económica, fiable y capaz de suministrar altas corrientes. Pesadas, con menor densidad energética que las de iones de litio y contienen plomo.

Característica	Alcalina	Litio (primaria)	Zinc-Carbono	Celdas de botón (Ag₂O/Zn-Aire)	Iones de litio (Li-ion)	Hidruro metálico de níquel (NiMH)	Níquel-cadmio (NiCd)	Plomo-ácido
Tipo	Primaria (no recargable)	Primaria (no recargable)	Primaria (no recargable)	Primaria (no recargable)	Secundaria (recargable)	Secundaria (recargable)	Secundaria (recargable)	Secundaria (recargable)
Química típica	Zn/MnO₂	Li/MnO₂, Li/FeS₂	Zn/MnO₂	Ag₂O/Zn, Zn/O₂	LiCoO₂, LFP, NMC, NCA, etc.	NiOOH/Hidruro metálico	NiOOH/Cd	PbO₂/Pb/H₂SO₄
Voltaje nominal de la celda	1,5 V	1,5 V o 3,0 V	1,5 V	1,4 V-1,6 V	3,2 V-3,7 V	1,2 V	1,2 V	2,1 V
Densidad energética (Wh/kg)	Media (~100-150)	Alta a muy alta (~250-400)	Baja (~40-60)	Media a alta (~150-300)	Muy alta (~150-260+)	Media (~60-120)	Baja a media (~45-80)	Baja (~30-50)
Densidad de potencia / tasa de descarga	Baja a media	Media a alta	Baja	Baja	Alta a muy alta	Media a alta	Alta	Muy alta (tipo SLI)
Vida útil de ciclo	N/D	N/D	N/D	N/D	500 – 2000+ ciclos	500 – 1000+ ciclos	1000 – 2000+ ciclos	200 – 1000+ ciclos
Tasa de autodescarga	Baja (~2-3 % / año)	Muy baja (<1 % / año)	Media (~10-20 % / año)	Baja a media	Baja a muy baja (~2-8 % / mes)	Alta* (~15-30 % / mes)	Media (~10-20 % / mes)	Baja a media (~5 % / mes)
Usos comunes	Mandos, juguetes, linternas	Cámaras, detectores de humo	Relojes, mandos básicos	Relojes, audífonos	Electrónica, VE, herramientas	Sustitutas de AA/AAA, híbridos	Herramientas antiguas, luces de emergencia	Coches, SAI/UPS, respaldo solar
Formatos comunes	AA, AAA, C, D, 9V	AA, AAA, 9V, moneda	AA, AAA, C, D, 9V	Botón/moneda	Packs personalizados, cilíndricas	AA, AAA, C, D, 9V, personalizados	AA, AAA, C, D, personalizados	Bloques rectangulares grandes
Ventajas	Económicas y disponibles	Larga vida, ligeras, rango de temperatura	Muy económicas	Pequeñas, voltaje estable	Alta energía, ligeras	Buena capacidad, menos tóxicas	Robustas, alta potencia, larga vida	Económicas, fiables, alta corriente
Inconvenientes	De un solo uso, fugas	Caras, de un solo uso	Baja capacidad, fugas	De un solo uso, pequeña capacidad	Costo, requiere circuito de protección	Alta autodescarga*, pesadas	Cadmio tóxico, efecto memoria	Pesadas, voluminosas, plomo tóxico

La elección de la batería depende en gran medida de los requisitos de la aplicación en cuanto a capacidad energética, entrega de potencia, tamaño, peso, costo, vida útil y temperatura de funcionamiento.