Estructura y principios de la celda LiPo
Una celda de polímero de litio (LiPo) consta de un ánodo (grafito), un cátodo (óxido de litio) y un electrolito de polímero. La tensión nominal de una sola celda es de 3,7 V, la tensión a plena carga es de 4,2 V y la tensión mínima segura de descarga es de 3,0 V (aunque en la práctica no conviene bajar de 3,3 a 3,5 V bajo carga).
Las baterías LiPo conectan las celdas en serie, denotado con el símbolo S. Una batería 3S son tres celdas en serie que dan 11,1 V nominales (12,6 V cargada). Una batería 4S son 14,8 V nominales (16,8 V cargada). Una disposición de celdas en paralelo (denotada P) aumenta la capacidad. Por ejemplo, 3S2P son seis celdas, tres en serie y dos en paralelo.
Tasa C y corriente de descarga
El valor C indica la corriente de descarga máxima en relación con la capacidad de la batería. Si una batería tiene una capacidad de 2200 mAh y un valor C nominal de 25C, la corriente de descarga continua máxima es de 2,2 A x 25 = 55 A.
Los fabricantes suelen indicar dos parámetros: la tasa C continua y la tasa C de pico. La continua es la corriente que la batería puede entregar durante un periodo prolongado sin sobrecalentarse. La de pico (por ejemplo 50C) es la corriente permitida en pulsos cortos (unos segundos). Usa el valor continuo para dimensionar el sistema de potencia.
Las tasas C reales suelen estar sobrevaloradas por los fabricantes. Una regla práctica es suponer que la tasa C continua real es un 30% a 50% inferior a la anunciada. Una batería etiquetada como 30C puede en realidad entregar con seguridad una corriente correspondiente a 15C a 20C. Los síntomas de sobrecarga incluyen una caída brusca de tensión bajo carga y un fuerte calentamiento de la batería.
Carga con balanceo
La carga con balanceo es el único método seguro para cargar baterías de varias celdas. El cargador supervisa la tensión de cada celda de forma independiente y las iguala para que todas alcancen los 4,2 V al final de la carga.
Sin balanceo, las celdas pueden desequilibrarse en tensión. Una celda puede alcanzar 4,3 V (sobrecarga peligrosa) mientras otra está solo a 4,1 V. Sobrecargar una celda LiPo por encima de 4,25 V conlleva riesgo de hinchazón, fuga de electrolito e incendio.
La corriente de carga estándar es 1C (para una batería de 2200 mAh son 2,2 A). La carga rápida a 2C es aceptable en baterías homologadas para ello por el fabricante, pero acorta la vida de las celdas. Nunca superes la corriente de carga máxima indicada por el fabricante.
Tensión de almacenamiento
Las baterías LiPo no deben almacenarse ni totalmente cargadas (4,2 V por celda) ni totalmente descargadas (3,0 V por celda). La tensión de almacenamiento óptima es de 3,80 a 3,85 V por celda, lo que corresponde a aproximadamente el 40% a 50% de la capacidad.
La mayoría de los cargadores modernos tienen un modo de almacenamiento que carga o descarga automáticamente la batería hasta la tensión de almacenamiento. Almacenar una batería totalmente cargada durante un periodo prolongado (semanas) acelera la degradación de las celdas y aumenta el riesgo de hinchazón.
Almacena las baterías en un lugar seco y fresco (15 a 25 grados Celsius). Evita temperaturas superiores a 40 grados (por ejemplo dentro de un coche en verano). Las temperaturas elevadas aceleran el envejecimiento químico de las celdas.
Seguridad contra incendios
Las celdas LiPo contienen un electrolito inflamable. Un daño mecánico (perforación, aplastamiento), una sobrecarga, una descarga profunda o un cortocircuito pueden desencadenar una fuga térmica, una reacción térmica incontrolada que termina en fuego.
Carga siempre las baterías en una bolsa ignífuga para LiPo (LiPo Safe bag) o sobre una superficie no inflamable (cerámica, metal). Nunca cargues baterías sin vigilancia. Nunca cargues sobre una alfombra, una mesa de madera o cerca de materiales inflamables.
Mantén cerca un extintor de polvo seco o de arena. El agua es ineficaz en incendios de LiPo (y puede empeorarlo). Una batería LiPo en llamas libera humos tóxicos, así que en caso de incendio ventila la sala o saca la batería ardiendo al exterior usando tenazas metálicas.
Señales de daño en la batería
Una batería hinchada (abombada) es señal de que se está generando gas en el interior de la celda por descomposición del electrolito. Una batería hinchada no debe seguir usándose ni cargándose. Incluso un ligero abombamiento es una señal de alerta.
Otros síntomas de daño incluyen: una caída brusca de tensión bajo carga (aumento de la resistencia interna), tensiones desiguales entre celdas tras la carga (una diferencia superior a 0,05 V pese al balanceo), daños físicos en la carcasa (abolladuras, cortes) y calor generado durante el almacenamiento.
Riesgos de la carga en paralelo
La carga en paralelo consiste en cargar varias baterías al mismo tiempo mediante una placa de carga en paralelo conectada a un único cargador. Ahorra tiempo pero conlleva riesgos importantes.
Antes de conectar baterías para la carga en paralelo, verifica que todas tienen el mismo número de celdas (por ejemplo, todas 3S), una capacidad similar y una tensión similar (la diferencia de tensión entre baterías no debe superar 0,1 V por celda). Conectar una batería con una tensión muy distinta provoca una gran corriente de igualación entre baterías, con riesgo de sobrecalentamiento e incendio.
La carga en paralelo no sustituye al balanceo. La placa de carga en paralelo debe tener fusibles en cada puerto. Si no tienes experiencia con la carga de LiPo, carga las baterías de una en una. Es más lento pero mucho más seguro.
Eliminación de baterías usadas
Las baterías LiPo usadas no deben tirarse a la basura común. Contienen metales pesados y electrolito inflamable. Antes de desecharlas, descarga la batería hasta una tensión segura (por debajo de 3,0 V por celda) usando la función de descarga del cargador o una bombilla de coche de 12 V.
Lleva las baterías descargadas a un punto de recogida de pilas para reciclaje. En Polonia están disponibles en tiendas de electrónica, ferreterías y puntos municipales de recogida selectiva de residuos (PSZOK). Nunca arrojes las baterías LiPo al fuego, ya que existe riesgo de explosión.