Batería
Una batería almacena energía química y la libera como electricidad mediante reacciones de oxidación-reducción en celdas electroquímicas.
Una batería es un dispositivo que almacena energía en forma química y la libera como energía eléctrica mediante reacciones de oxidación-reducción. Estrictamente, es un conjunto de celdas electroquímicas conectadas entre sí, aunque en el lenguaje cotidiano se llama batería a casi cualquier acumulador, desde el del móvil hasta el del coche.
¿Qué es una batería?
La palabra viene del francés batterie, y este del verbo battre, «golpear»; se usó primero para las baterías de cañones y, por analogía, para los conjuntos de elementos eléctricos iguales. En química, una batería convierte energía química en eléctrica gracias a que una reacción espontánea de oxidación-reducción se obliga a ocurrir en dos lugares separados: los electrones viajan por el circuito externo y los iones por el interior de la celda.
El primer dispositivo de este tipo fue la pila de Volta (1800), formada por discos de cinc y cobre separados por tela empapada en salmuera. Después llegaron la pila de Daniell (1836), el acumulador de plomo de Gaston Planté (1859) y la pila de Leclanché (1866).
Componentes de una batería
- Ánodo: el electrodo donde ocurre la oxidación. Durante la descarga es el polo negativo.
- Cátodo: el electrodo donde ocurre la reducción. Durante la descarga es el polo positivo.
- Electrolito: el medio (líquido, gel o sólido) por el que se desplazan los iones y que cierra el circuito interno.
- Separador: una lámina porosa que impide el contacto directo entre electrodos y deja pasar los iones.
- Carcasa y terminales: contienen el conjunto y conectan con el circuito.
Tipos de baterías
Se dividen en primarias, que no se pueden recargar porque la reacción no es reversible en la práctica, y secundarias o acumuladores, que se recargan al aplicar una corriente externa que invierte la reacción.
| Tipo | Categoría | Tensión por celda | Usos habituales |
|---|---|---|---|
| Alcalina (Zn / MnO₂) | Primaria | 1,5 V | Mandos, linternas, relojes |
| Plomo-ácido | Secundaria | 2,0 V | Arranque de automóviles, SAI |
| Níquel-hidruro metálico (NiMH, con níquel) | Secundaria | 1,2 V | Pilas recargables AA y AAA |
| Ion-litio | Secundaria | 3,6–3,7 V (nominal) | Móviles, portátiles, vehículos eléctricos |
Cómo funciona: dos ejemplos
Batería de plomo-ácido
Emplea plomo como ánodo, dióxido de plomo como cátodo y ácido sulfúrico diluido como electrolito. La reacción global de descarga es:
Cada celda da unos 2 V, por lo que una batería de coche de 12 V tiene seis celdas en serie. Al cargarla, la reacción se invierte. Es el acumulador recargable más antiguo todavía en uso masivo.
Batería de ion-litio
Los iones de litio se mueven entre un ánodo de grafito y un cátodo de un óxido de litio y metal, por ejemplo LiCoO₂. En la descarga, el ánodo libera Li⁺ y electrones, y el cátodo los recibe:
CoO₂ + Li⁺ + e⁻ → LiCoO₂ (cátodo)
Su desarrollo mereció el Premio Nobel de Química de 2019, concedido a John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham y Akira Yoshino.
Magnitudes importantes
La tensión (V) depende de los materiales de los electrodos. La capacidad se mide en amperios-hora (Ah) o miliamperios-hora (mAh) e indica la carga que puede entregar. La energía almacenada se obtiene multiplicando ambas:
La relación entre la carga transferida y la cantidad de sustancia que reacciona la da la constante de Faraday, F = 96 485 C/mol de electrones.
Ejercicios resueltos
1. Una batería de móvil tiene 3,7 V y 3000 mAh. ¿Qué energía almacena?
3000 mAh = 3,0 Ah. E = 3,7 V × 3,0 Ah = 11,1 Wh.
2. ¿Cuántas pilas alcalinas de 1,5 V en serie hacen falta para obtener 12 V?
12 V / 1,5 V = 8 pilas.
3. Una batería de plomo entrega 50 Ah. ¿Cuántos gramos de plomo se consumen en el ánodo? (Pb → PbSO₄ intercambia 2 e⁻; M(Pb) = 207,2 g/mol)
Carga: 50 Ah × 3600 s/h = 180 000 C. Moles de electrones: 180 000 / 96 485 ≈ 1,866 mol. Moles de Pb: 1,866 / 2 ≈ 0,933 mol. Masa: 0,933 × 207,2 ≈ 193 g de plomo.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre pila y batería?
Una pila es una única celda electroquímica; una batería es un conjunto de celdas conectadas. En el uso cotidiano se emplean casi como sinónimos, y pila suele reservarse para las no recargables.
¿Por qué se agota una batería?
Porque los reactivos de los electrodos se consumen o porque su diferencia de potencial cae. En las recargables, además, cada ciclo degrada poco a poco los materiales y reduce la capacidad.
¿Qué es mejor, una batería de litio o una de plomo?
La de litio almacena mucha más energía por kilogramo y dura más ciclos, pero cuesta más. La de plomo es barata, robusta y fácil de reciclar, por eso sigue siendo estándar en el arranque de los coches.
¿Se pueden tirar las baterías a la basura?
No. Contienen metales como plomo, níquel, cobalto o cadmio y electrolitos corrosivos. Deben llevarse a un punto limpio o a los contenedores de recogida de pilas.
Referencias
- Atkins, P. y de Paula, J. Química física. Editorial Médica Panamericana.
- Chang, R. y Goldsby, K. A. Química. McGraw-Hill.
- Comité Nobel de la Real Academia Sueca de Ciencias. Premio Nobel de Química 2019: información científica.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Batería». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/bateria/
