Almacenarlos "descargados" a ~3V con el dispositivo en el que se usaron aún conserva mucha energía en la batería.

A 3V, a una batería de iones de litio casi no le queda capacidad.

En este gráfico, dos baterías de 800 mAh se descargaron a diferentes velocidades. A 0,1 A prácticamente no quedaba capacidad a 3,0 V. Incluso en 1A fueron dados de alta en un 99%.

El problema con cero voltios

Es imposible con seguridad dejar caer una batería ideal a cero voltios. Una batería no puede bajar a cero voltios debido a la química interna. En un uso estándar, no puede bajar el voltaje por debajo de 2 voltios, incluso si conecta los terminales juntos. Las baterías variarán entre 3,8 y 2,4 voltios por celda. A medida que cae el voltaje, aumenta la resistencia interna. Cuanto mayor sea la resistencia interna, menor será la corriente sobre el cortocircuito. Personalmente, no estoy seguro de cuál es el voltaje seguro más bajo posible para una celda de iones de litio, pero a medida que el voltaje se acerca a ese límite inferior, la corriente caerá a casi cero. Vea el final de esta publicación para una prueba más detallada de esto.

NOTA: Lo anterior es cierto para una batería perfecta en un mundo perfecto. En realidad, dañará gravemente la batería rápidamente después de acortarla. En este punto, la resistencia interna, la corriente y la diferencia de energía entre las medias celdas dejarán de importar.

(Sé que este gráfico es alcalino, no pude encontrar un diagrama para un Li-ion, les aseguro que se ve igual)

Una batería segura es una batería muerta y una batería muerta y una batería muerta es de aproximadamente 2 voltios.

Si ha bajado el voltaje a cero, puedo decirle que ha hecho más que neutralizar las celdas, ha alterado fundamentalmente la estructura de la batería. Los iones de litio son sensibles y quisquillosos. No podía adivinar qué sucede exactamente dentro de una batería de 0 V, pero puedo demostrarle que nunca puede llegar allí (ver el final) y el hecho de que lo haya hecho indica que su batería ahora está en un estado inseguro.

Me gusta lo que dijo la otra respuesta: a 2 voltios, la energía interna es ~ 0. Esto es cierto, y una buena manera de pensar en ello.

¿Qué medidas de seguridad puedo tomar?

En cuanto al almacenamiento, entiendo querer almacenarlos de forma segura. Si tiene dudas, hay 2 cosas contra las que puede protegerse: los humos y el fuego.

Para protegerse contra los vapores, almacene en un área bien ventilada o en un recipiente sellado. Un lock-n-lock funciona bien.

Para protegerse contra el fuego, un bloque de hormigón con un trozo de baldosa o un adoquín en la parte superior e inferior funciona bien.

En cuanto a la energía eléctrica, puedo decirte que, a menos que estés hablando de una batería para algo absolutamente masivo, la energía eléctrica en la batería es un peligro relativamente pequeño. Es la naturaleza volátil de los productos químicos lo que debería ser su mayor preocupación.

En resumen, cortocircuitar las baterías nunca es una buena idea. Las baterías de iones de litio se diseñaron para almacenarse a 2-4 voltios. Úselos como fueron diseñados para ser utilizados.

¿Por qué no puedo bajarlo a cero voltios?

EDITAR: De acuerdo, parece que mucha confusión proviene de los indicadores de batería con los que todos nosotros, la gente del siglo XXI, estamos familiarizados. Estos indicadores de batería no son indicadores de voltaje y, aunque medir el voltaje es parte del proceso, determinar el porcentaje de carga restante en la batería no es sencillo. Si usó una computadora portátil hace 10 años, es posible que recuerde los indicadores de batería escamosos. Eran inestables porque calcular la duración restante de la batería no es absolutamente sencillo, pero lo explicaré:

Paso 1: Primero, debemos ver la cantidad de corriente que el teléfono está usando actualmente y el voltaje en los terminales de la batería.

Paso 2: Podemos usar esta información para determinar la resistencia interna de la batería. Cuando la resistencia interna alcanza el infinito, la batería se agota por completo. Tenga en cuenta que esto nunca sucede. Tomaría una cantidad infinita de tiempo. Aún así, su teléfono sabe cuáles son los requisitos mínimos de voltaje y corriente para funcionar. Ahora, si imaginamos que la resistencia interna es una resistencia en línea con la batería, se vuelve obvio que, a medida que crece el valor de esa resistencia, llegará un punto en el que$V_{battery} - R_{internal resistance} I_{minimum current} < V_{minimum voltage to run phone}$.

Paso 3: Ahora, sabemos que la resistencia interna tiene un límite superior, y sabemos cuál es la resistencia interna en este momento, pero averiguar en qué porcentaje de duración de la batería estamos aún requiere algo de trabajo. El problema es que la resistencia interna no aumenta linealmente con la potencia consumida y la curva que sigue depende de la batería específica que esté utilizando, no hay dos baterías exactamente iguales. Por lo tanto, su teléfono rastrea constantemente la resistencia interna y la potencia de salida de la batería y las usa para adaptar constantemente sus predicciones de duración de la batería.

¿Quieres pruebas? ¿Alguna vez ha tenido su teléfono con una batería del 1% durante unos 20 minutos? ¿O a veces mueren al 2%? Ahí tienes No es una ciencia exacta, es una estimación. Y definitivamente es mucho más complicado que solo medir el voltaje.

La razón científica por la que no puedes bajarlo a cero voltios

Una batería está compuesta por dos medias celdas. Una media celda contiene el reactivo A disuelto y sólido, y la otra el reactivo B disuelto y sólido. Una transferencia de electrones del reactivo A al reactivo B hará que A se disuelva y se una a una sal, y hará que B se separe de una sal y solidificar. Para cualquier reacción química dada, hay una cantidad determinada de energía asociada.

La media celda de hidrógeno tiene un potencial de 0 voltios, una media celda de litio tiene un potencial de -3,04 voltios, una media celda de sodio tiene -2,71 voltios. ver aquí para más.

La razón por la que vemos que el voltaje disminuye a medida que la batería se descarga es que la disponibilidad de sustancias químicas en la media celda disminuye, lo que significa que los electrones tendrán más dificultades para llegar desde donde están en una media celda hasta donde deben estar en la media celda. otra media celda. Imaginando que teníamos dos medias celdas, cada una del tamaño de una lata de refresco y un átomo del reactivo A disuelto en una y un átomo del reactivo sólido B en la otra, puedes imaginar que no vas a tener mucho voltaje , la mayor parte de la energía de la reacción se gastará simplemente en llevar los electrones al lugar correcto.

Esta escasez de reactivos cuando la batería se descarga significa que los electrones deben hacer más trabajo para pasar de una celda a otra. Esto se manifiesta como un aumento de la resistencia interna y una disminución de la CORRIENTE a expensas de mantener la tensión nominal. Supongo que podría admitir a regañadientes que después de miles de millones de años de estar conectado, es posible que pueda llegar a cero voltios cuando se haya utilizado cada átomo de A, pero la resistencia interna en ese punto sería trivialmente enorme, la corriente trivialmente pequeña. Suficiente para decir, después de solo unos minutos u horas, tendría un voltaje nominal de ~ 2 voltios.

Siento la necesidad de aclarar que soy consciente de que esto no se ajusta a los datos empíricos (es decir, que el voltaje puede reducirse a cero conectando las celdas juntas). Entiendo que. La batería deja de comportarse de esta manera porque está muy dañada.

Todavía no está convencido...

De acuerdo, tienes este plan para agotar lentamente el poder. No puedes, o mejor dicho, ya lo has hecho. Una vez que alcanza cierto límite inferior (cerca de 2 voltios), ya no puede extraer una cantidad significativa de corriente de la batería. Solo quedan concentraciones de ppm de reactivos y no hay suficientes para producir una corriente significativa. Mida la resistencia de una batería de iones de litio mientras extrae de ella una corriente constante. Busqué el gráfico en línea, todo lo que encontré fueron baterías alcalinas, pero el gráfico es el mismo para un Li-Ion. A medida que dibuje más y más, la resistencia interna alcanzará una asíntota vertical, creciendo hasta el infinito.

¿Qué sucede realmente después de eso? ¿Qué sucede cuando intenta obtener más energía de una batería de la que realmente puede suministrar? No sé. Hay demasiadas variables para predecir con precisión las reacciones, incumplimientos, etc. que potencialmente podrían tener lugar. Todo lo que puedo decirte es que hay una cantidad limitada de corriente en una batería, pero esa corriente siempre saldrá con un voltaje constante.

La idea de que la energía siempre tenga un voltaje constante parece preocuparte, así que te pido que lo pienses de esta manera: 2 baterías de 9 voltios tienen MÁS voltaje que la batería de un automóvil. Además, puede conectar 100 baterías de automóvil en paralelo y obtener solo 12 voltios.

Esto se debe a que el voltaje de la celda es una función de la reacción: los dos químicos que están en la celda. Si hicieras una celda de batería de automóvil del tamaño de un ciclo de grano, sería de 2 voltios, porque la reacción es de dos voltios. Si hicieras una batería de automóvil del tamaño de una moneda de diez centavos, sería de 2 voltios porque la reacción es de dos voltios. Porque un electrón dado liberará una cantidad dada de energía a medida que se mueve del punto A al punto B.

Dicho esto, cuántos electrones es capaz de expulsar a la vez es una función del tamaño y una función de la capacidad. A medida que la batería se 'muere', podrá empujar cada vez menos electrones a medida que se queda sin reactivo. En mil millones de años, le quedarán cero reactivos, pero la reacción que no está ocurriendo seguirá siendo una reacción de ~3 voltios.

Esto se resume en la unidad del Voltio, que es:

Él$Nm$es una unidad de trabajo. Él$C$es un cierto número de electrones. Un voltio es, por lo tanto, una unidad de trabajo por electrón, una cantidad que representa cuánto trabajo puede hacer un electrón dado. Si hay 3 electrones o$1 \times 10^{12}$electrones, hacen la misma cantidad de trabajo cada uno. Por lo tanto, una batería solo disminuye su voltaje porque ganará cierta resistencia interna y los electrones necesitarán hacer más trabajo para llegar a los terminales de la batería. La reacción aún libera la misma energía por electrón.

Entiendo que este concepto es difícil de entender y que existe una fuerte tendencia a pensar que el voltaje de la batería está relacionado con la magnitud de una batería y con qué tan "llena" está en términos de un valor porcentual. No obstante, no es un reflejo exacto de cómo funcionan las baterías, y que funcionen de otro modo contradice los fundamentos de la electroquímica.

Si en este punto aún no está convencido, le aconsejo que tome un curso de electroquímica, la página de Wikipedia es muy útil y estoy seguro de que hay un sinfín de tutoriales de YouTube sobre el tema.

¡Pero probé esto y no tuve ningún problema!

Fresco. Pero la pregunta no es "¿se puede hacer de manera segura?" Claro, tal vez haya alguna manera de hacer que un Li-ion esté a cero voltios sin emitir humos (que, para que conste, es posible que no pueda detectar hasta que se enferme). La pregunta no es si es o no físicamente posible hacer esto sin explosiones, la pregunta es sobre la seguridad. Aunque puede hacer esto, y aunque puede ser seguro en algunas circunstancias, no es más seguro que simplemente dejarlos a 2 voltios y, diría yo, hay más riesgos involucrados.

En última instancia, depende de usted, pero puedo pensar en muchas razones por las que no es seguro descargar las baterías de esta manera y no veo ningún beneficio en hacerlo.

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Casi todas las baterías de iones de litio tienen cobre como colector de corriente del ánodo. Cuando el cobre se expone a un alto voltaje del ánodo debido a una alta descarga, el cobre se disuelve en el electrolito provocando un aumento de la resistencia eléctrica interna. Si la descarga es muy profunda (es decir, deja la batería en cortocircuito durante dos días más o menos), su batería se convertirá en una resistencia eléctrica inútil (visto desde los terminales). Pero, sin embargo, siempre verá alguna recuperación del voltaje del circuito abierto. Una vez que la batería esté completamente descargada, aplicaría un cortocircuito permanente como condición más segura.

Lamento responder tres años después de su pregunta, pero si alguien leyó esta página, hay algunas reglas simples que debe seguir absolutamente, relacionadas con su oración: "por supuesto, también tengo que deshacerme de algunos de vez en cuando. Pero antes de deshacerme de ellos , tengo que almacenarlos ... Y personalmente quiero almacenarlos en el estado más seguro posible ".

Primera regla a seguir siempre: el estado más seguro de una batería de litio ESTÁ entre el 40 % y el 60 %, así que nunca la almacene por encima o por debajo de eso.

Desechar no es almacenar. El almacenamiento debe realizarse en el estado más seguro, y es del 40 al 60%, ciertamente no 0V o incluso 3V

Espero que todos los que lean este hilo sigan esta regla en el futuro ;-)

La batería en cortocircuito tiene cero voltios entre los terminales "por definición", porque ya no hay dos terminales, sino solo uno.

El tipo está hablando de cosas fundamentales. El mundo real es lo que te dice una medida. Para una batería con resistencia interna infinita con CUALQUIER voltaje de circuito abierto, le mostrará cero voltaje bajo CUALQUIER carga pequeña. Un voltímetro estándar come microamperios a miliamperios si es potencia. Entonces, los voltajes de la batería caen a cero en el momento de la conexión de un voltímetro a los terminales.

Otra cosa que olvida el tipo que habla de cosas fundamentales es que la batería real puede representarse mediante un circuito bastante complejo de elementos ideales, como fuente de voltaje, fuente de corriente, resistencia, inductor y capacitor. Por lo tanto, la batería descargada puede mostrarle casi cualquier voltaje entre -4 y 4 V después de un mal uso y en ciertas condiciones.