Las baterías de polímero de litio, también llamadas baterías LiPo, son un tipo de batería recargable que se utiliza a menudo en dispositivos móviles, como teléfonos móviles y ordenadores portátiles. También se utilizan en aplicaciones de almacenamiento de energía, vehículos eléctricos y por supuesto en electrónica y robótica!

En éste artículo podrás aprender todo lo que necesitas para conocer mejor las baterías recargables de litio, cómo sacarles el máximo provecho, forma de cargar y todos los cuidados que necesitan.

¿Cómo se fabrica una batería de litio?

La batería de polímero de litio se compone de una serie de capas delgadas de polímero que contienen electrolito. Estas capas están separadas por separadores, que son capas delgadas de material no conductor que impiden que los electrodos se toquen directamente. Una de las capas es el electrodo negativo, mientras que la otra es el electrodo positivo.

Cuando se carga la batería, los electrones fluyen desde el electrodo negativo hacia el positivo a través del circuito externo. Esto produce un flujo de iones de litio desde el electrodo positivo hacia el negativo a través del electrolito.

Cuando se descarga la batería, los electrones fluyen en sentido contrario, desde el electrodo positivo hacia el negativo a través del circuito externo. Esto produce un flujo de iones de litio en sentido contrario, desde el electrodo negativo hacia el positivo a través del electrolito.

Las baterías de polímero de litio tienen varias ventajas sobre otras baterías. Son ligeras, duraderas y tienen una alta capacidad para almacenar energía. También son resistentes a las fugas y pueden ser cargadas y descargadas muchas veces sin perder su rendimiento. Sin embargo, también tienen algunas desventajas, como una mayor sensibilidad a altas temperaturas.

¿Cuáles son los tipos y modelos de batería de litio?

Hay varios tipos de baterías de litio, cada una con sus propias características y usos comunes. Algunos de los tipos de baterías de litio más comunes incluyen:

• Baterías de iones de litio: estas baterías utilizan iones de litio para transferir la carga eléctrica y tienen una alta densidad de energía y una larga vida útil. Son comunes en dispositivos móviles, computadoras portátiles y otros dispositivos electrónicos.
• Baterías de polímero de litio: estas baterías utilizan polímeros de litio como material electroquímico y tienen una alta capacidad de energía en comparación con otras baterías del mismo tamaño. Son ideales para su uso en dispositivos móviles y otras aplicaciones donde se requiere una alta seguridad.
• Baterías de litio-ion-polímero: estas baterías combinan las ventajas de las baterías de iones de litio y de polímero de litio. Tienen una alta densidad de energía y una alta seguridad, y son comunes en dispositivos móviles y computadoras portátiles.
• Baterías de litio-fosfato de hierro: estas baterías utilizan fosfato de hierro como material electroquímico y tienen una alta seguridad y una larga vida útil. Son comunes en aplicaciones de almacenamiento de energía y vehículos eléctricos.
• Baterías de metales pesados de litio: estas baterías utilizan metales pesados como cobalto, manganeso o níquel como material electroquímico y tienen una alta densidad de energía y una larga vida útil. Son comunes en dispositivos móviles y otras aplicaciones electrónicas.

Sin duda, las más utilizadas en proyectos de electrónica y robótica, son las baterías de polímero de litio de 3.7 Voltios ya que son pequeñas, tienen buena capacidad y son fáciles de recargar.

Más abajo te recomendaremos unos modelos adecuados para cada caso.

¿Por qué se hinchan las baterías Li-Po?

Si tienes una batería lipo hinchada, puedes ser debido a varios factores. Una batería de polímero de litio (también conocida como batería LiPo o batería de iones de polímero) puede hincharse o inflarse por muchos motivos y algunas de las causas más comunes son:

• Sobrecarga: si se carga una batería LiPo con un cargador inadecuado o se deja conectada durante demasiado tiempo, puede sobrecalentarse y hincharse.
• Descarga profunda: si se descarga una batería LiPo hasta un nivel muy bajo de carga, puede dañarse y hincharse.
• Problemas con el ciclo de carga: si se carga y descarga una batería LiPo de manera incorrecta, puede dañarse y hincharse.
• Daños mecánicos: si una batería LiPo sufre daños físicos, como golpes o cortes, puede hincharse debido a la fuga de electrolito.
• Defectos de fabricación: en algunos casos, una batería LiPo puede hincharse debido a un defecto de fabricación o a un problema con el material utilizado en la batería.

Es importante tener en cuenta que las baterías LiPo pueden ser peligrosas si se dañan o hinchan, ya que pueden explotar o incendiarse. 

Si notas que tu batería LiPo se está hinchando, debes desconectarla inmediatamente y desecharla de manera segura. Es recomendable utilizar un cargador de batería de calidad y seguir las instrucciones del fabricante al cargar y descargar una batería LiPo para evitar daños y hinchazón.

¿Qué es la tasa de carga y descarga de una batería Li-Po?

Las baterías Li-Po son muy por lo general muy eficientes y pueden entregar grandes cantidades de corriente. Sin embargo, no todos los modelos funcionan de la misma manera y uno de los parámetros más importantes a tener en cuenta es la tasa de descarga.

La tasa de carga o descarga es la velocidad a la que podemos cargar y descargar una batería. Éste parámetro fija el límite de rendimiento de la batería y se escribe con la letra C.

La tasa de descarga es el valor que representa a qué velocidad podemos descargar la batería de forma segura y se calcula sobre la capacidad indicada de la batería.

Por ejemplo, una batería de 2Ah 2C, puede ser descargada a 2 veces su capacidad, en este caso 4Ah.

También se podrá recargar a la misma intensidad como máximo, aunque debes saber que cuanto más te acercas a los límites de la batería Li-Po, menos va a durar y más probabilidades tendrás de que falle.

Si utilizas una batería para un dron que descarga/consume 10Ah, puedes usar una batería con esa tasa sin problema, pero siempr ees mejor tener margen de maniobra y en este caso usar una de 15Ah o 20Ah por ejemplo.

¿Qué significa la S en las baterías Li-Po?

Es lo normal ver baterías definidas con letras, por ejemplo: Batería LiPo 2S 10C

Como puedes ver, no está directamente indicado el voltaje de la batería ya que eso se hace utilizando la letra S.

La letra S en las baterías Li-Po indica el número de celdas. Sabiendo que una celda siempre es de 3.7V. Por lo tanto si se indica 2S, quiere decir que la batería tiene 2 celdas de 3.7V, por lo tanto es de 3.7 x 2 = 7.4V.

¿Como se mide la capacidad de carga de las baterías Li-Po?

La capacidad de carga de una batería de iones de litio (Li-Ion) o polímero de iones de litio (Li-Po) se mide en miliamperios-hora (mAh). Esta medida representa la cantidad de electricidad que la batería puede almacenar y proporcionar durante un determinado período de tiempo. Por lo general, cuanto mayor sea la capacidad de carga de una batería, mayor será su autonomía.

Por ejemplo, si una batería tiene una capacidad de carga de 2000 mAh, esto significa que puede proporcionar una corriente de 2000 miliamperios durante una hora antes de que se agote su energía. Si la corriente que se está drenando es mayor, la batería se agotará más rápidamente. Por otro lado, si la corriente que se está drenando es menor, la batería durará más tiempo antes de que se agote su energía.

Es importante tener en cuenta que la capacidad de carga de una batería puede variar en función de varios factores, como la temperatura ambiente, la velocidad de descarga y el ciclo de carga. Por lo tanto, es posible que la capacidad real de carga de una batería difiera ligeramente de la capacidad nominal indicada en su especificación.

¿Cómo cuidar y alargar la vida de una batería LiPo?

Ahora que ya sabes qué es una batería de Litio y cómo funciona, te voy a dar unos consejos muy útiles para que puedas aprovecharlas al máximo con algunos sencillos pasos.

Para cuidar y alargar la vida de una batería de iones de litio (Li-Ion) o polímero de iones de litio (Li-Po), es importante seguir algunas recomendaciones:

• Carga y descarga la batería de forma adecuada: Es importante cargar la batería con un cargador específico para Li-Ion o Li-Po y seguir las instrucciones del fabricante para evitar sobrecargas o descargas profundas. También es recomendable no dejar la batería completamente descargada durante mucho tiempo, ya que esto puede dañarla.
• Almacena la batería correctamente: Las baterías Li-Ion o Li-Po deben almacenarse a una temperatura entre 10 y 30 grados Celsius y con una carga del 30-50% para evitar daños por sobrecalentamiento o descarga profunda.
• Evita daños físicos: Es importante proteger la batería de golpes, cortes o pinchazos, ya que estos pueden dañarla o incluso hacerla explotar.
• Utiliza la batería adecuada para cada aplicación: Asegúrate de utilizar una batería con la capacidad y el voltaje adecuados para la aplicación que necesitas. Si utilizas una batería con una capacidad o voltaje incorrectos, esto puede dañarla o reducir su vida útil.

Siguiendo estas recomendaciones, podrás cuidar y alargar la vida de tu batería Li-Ion o Li-Po. Insisto sobre todo en que es muy importante que utilices un cargador adecuado y justo aquí abajo te dejo algunas recomendaciones.

Cargadores para baterías Li-Po

El siguiente cargador de baterías LiPo es el más básico y económicos y funcionan para para baterías de una sola celda (3.7 Voltios). Simplemente debes conectarlo por USB o a un alimentador externo y conectar la batería. También dispone de una salida para conectar tu circuito. De esa forma, no necesitas desconectar la batería para cargarla. Es adecuado para cargas no superiores a 1 Amperio:

Si necesitas al más de control y sobre todo si vas a utilizar la batería para alimentar un microcontrolador como Arduino por ejemplo, el siguiente modelo tiene además de la función de carga un modo de monitorización.

Esto permite que tu microcontrolador pueda saber en todo momento el estado de la carga inclkuso cuanta autonomía estimada le queda. Además es muy cómo de utilizar ya que funciona mediante el bus I2C y puedes comunicarte con el cargador con tan solo 2 cables:

Es posible que tengas diferentes baterías Li-Po de varios tamaños y voltajes. En ese caso, te conviene tener un cargador universal. Especialmente si tienes baterías de alta descarga usadas en drones o modelos de radiocontrol.

Éste modelo es ya un clásico, el IMAX B6 es capaz de cargar una gran variedad de baterías incluso de diferentes químicas. Con la pantalla LCD podrás seleccionar el tipo y ajustar muchos parámetros de carga para tener tu batería siempre a punto:

Lo más normal es que en proyectos de electrónica utilices baterías de 3.7V, pero hay veces donde ese voltaje no es suficiente y te veas obligado a utilizar un voltaje superior, por ejemplo de 7.2V.

Eso no tiene nada de malo, solo que los cargadores básicos normalmente están pensados para voltajes no superiores a 3.7V. En ese caso, éste modelo de cargador es ideal para recargar una batería de 7.4V solamente desde un puerto USB de 5V. 

De esa forma evitar tener que comprar un cargador mucho más voluminoso y podrás cargar tu batería casi en cualquier sitio donde tengas un conector USB:

Las baterías de Litio son un poco especiales ya que no sirve cualquier cargador. Un buen cargador de baterías LiPo debe proporcionar una corriente constante durante el ciclo de carga pero también debe ajustarla en función del voltaje de la celda que detecta durante el proceso. La gráfica de carga se parece a algo así:

Estos son solo unos pocos cargadores, pero existen muchos más. Puedes ver más modelos haciendo clic en éste enlace.

¿Cuál es la mejor batería para mi proyecto?

La elección de una batería LiPo depende en gran medida del proyecto donde la vayas a utilizar. Será imposible enumerar todos los modelos aquí, pero te daré unas sugerencias en función de cada caso para que te hagas una idea más clara.

Recuerda que puedes ver todas las baterías disponibles desde éste enlace.

Baterías recargables para proyectos de electrónica con Arduino y ESP32

Lo normal cuando trabajas con microcontroladores, es alimentar la placa con 3.3V o 5V. En el primero caso y dado que las baterías LiPo de una celda funcionan a 3.7V, puedes usar la batería directamente en la entrada VIN (debe ser una entrada con regulador integrado).

En el caso de usar 5V, lo que se suele hacer es usas un booster. Es decir, una placa que convierta el voltaje de la batería a 5V, pero de esos te hablaré más delante.

Saber cual es la mejor batería va a depender más de la autonomía que quieras conseguir y normalmente para la mayoría de los casos una capacidad de 1000mAh o 2000mAh es más que suficiente para alimentar un Arduino durante horas.

Aquí tienes algunos ejemplos:

Bajo las mismas características pero si andas más escaso de espacio, los modelos 18650 pueden ser una buena opción. Son también celdas de 3.7V pero tiene un formado cilíndrico y en ocasiones son más adecuadas en cuando a dimensiones ya que no ocupan tanta superficie.

Baterías LiPo de alta descarga para drones y RC

En las ocasiones donde necesitas mucha corriente durante un corto periodo de tiempo, es mejor utilizar baterías Li-Po de alta descarga. Son baterías con diferentes voltajes, pero que pueden entregar mucha más corriente.

Eso es especialmente interesante en drones, modelos RC o robots de combate!

Aquí normalmente ya se utilizan voltajes de 7.4V o 11.1 (2S y 3S) como éstas:

Ten en cuenta que también existen baterías LiPo de alta descarga que también funcionen a 3.7V. De hecho es habitual verlas en drones comerciales pequeños y pequeños robots:

Convertidores de voltaje para baterías Li-Po

Como te decía antes, muchas veces es necesario reducir u aumentar el voltaje de una batería y para eso existen convertidores o "boosters". Algunos son de voltaje fijo y otros ajustables.

Puede ocurrir que tengas una batería de 3.7V y necesites 5V o incluso 12V. Normalmente los boosters suelen ser de baja intensidad. Todo dependerá de cuanta in

Incluso existen placas que combinan  un cargador y un booster todo en uno. Esto es muy cómodo si quieres ahorrar algo de espacio y tener todo bien integrado en tu proyecto.

Aquí te dejo unos ejemplos:

Conclusiones

Espero que éste artículo te ayudara a conocer mejor las baterías LiPo, su funcionamiento y cómo usarlas de la forma más eficiente posible.

Recuerda que a pesar de su tamaño reducido, pueden almacenar grandes cantidades de energía y son potencialmente peligrosas si se manipulan mal. Debes extremar las precauciones, usar cargadores fiables y cuidar siempre que no lleven golpes, ni pinchazos ni nada parecido.

A cambio, si las tratas bien, alimentará tu proyecto durante años!