Buena pregunta. Esta es una de las formas en que las pilas de litio primarias (no recargables) pueden diferir drásticamente de las secundarias (recargables) de iones de litio, por lo que a menudo es una fuente de desconcierto. En concreto, las curvas de descarga y capacidad de las pilas de iones de litio (excepto las de LiFePO4) suelen disminuir gradualmente desde la tensión inicial del 100% de capacidad hasta la tensión de terminación. Sin embargo, la curva de las pilas de litio tipo moneda suele ser mucho menos pronunciada, es decir, con menor pendiente o más plana, por lo que la tensión de reposo en circuito abierto cerca del vacío se mantiene mucho más cerca de la tensión inicial del 100% de capacidad que en el caso de las pilas de Li-ion.
Por ejemplo, consideremos una curva típica de descarga + tensión de reposo para una pila de moneda LiMnO2 CR2032 de 3V (de aquí ). El gráfico muestra ciclos de descarga repetidos, en los que cada ciclo consiste en: primero, una carga constante de 1mA durante 11h, luego un descanso de 8,5h, luego un pulso de 22mA durante 10 segundos, y luego un descanso de 30 minutos. Observe que incluso cuando la pila de moneda está muy cerca de estar vacía (alrededor de 360h) la tensión de reposo en circuito abierto (2,7-2,8V) mostrada por los picos en forma de diente de sierra sigue estando muy cerca de los 3,0V iniciales al 100% de la capacidad.
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Contrasta esto con un análogo típico Li-ion curva de descarga abajo. Obsérvese cómo los picos caen mucho más bruscamente hacia la tensión terminal que por encima. De hecho, la curva formada por los picos de tensión en reposo de arriba es casi plana durante la mayor parte de la descarga, mientras que la misma curva de abajo tiene una pendiente descendente mucho mayor.
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El voltaje rebota después de retirar la carga porque la célula tiene una resistencia interna no trivial \$R\$ . Esto provocará una caída de tensión de \$I\cdot R\$ en la actualidad \$I\$ que desaparecerá cuando la corriente vuelva a ser 0. Este rebote de la tensión no se produce de forma instantánea debido a las constantes de tiempo y al decaimiento exponencial de varios procesos electroquímicos internos (por ejemplo, la difusión) que son componentes de la resistencia interna. Esto es más fácil de ver en el primer gráfico, donde la forma de diente de sierra de la tensión que rebota es más evidente. Simétricamente, también habrá \$I\cdot R\$ Los picos de tensión bajan cuando se aumenta la corriente, lo cual es evidente en los dientes de sierra descendentes en el primer gráfico cuando se inicia la carga de 1mA, y también en los picos descendentes mucho más grandes a 22mA (pero no duran lo suficiente como para observar fácilmente la forma de diente de sierra).
Así que, en resumen, debido a que las pilas primarias de litio tienen una curva de descarga más plana que las de iones de litio, es más difícil utilizar su tensión de reposo en circuito abierto para estimar la capacidad restante. Si se prueban bajo carga, se obtendrán mejores estimaciones, especialmente si la carga no es trivial (por ejemplo, fíjese en cómo la curva formada por los puntos más bajos de los picos de alta corriente en el primer gráfico se reduce mucho más).
