La capacidad en mAh se lleva toda la atención en una ficha técnica, pero la resistencia interna es la especificación que decide en silencio si una batería rinde en un dispositivo real. Determina cuánto cae la tensión bajo carga, cuánto calor genera un pack, cuántos amperios pueden entregarse en un pulso y con qué uniformidad envejecen las celdas en una cadena serie. Para productos de alto consumo — herramientas eléctricas, bombas médicas, motores, packs de arranque — la resistencia interna importa más que la capacidad nominal. Este artículo explica qué es realmente la resistencia interna dentro de una celda NiMH, cómo la miden las fábricas y cómo diseñar en torno a la caída de tensión y el calor que crea.

De dónde viene la resistencia interna

Una celda NiMH no es una fuente de tensión ideal; la corriente que la atraviesa encuentra varias aportaciones resistivas, generalmente agrupadas como:

• Resistencia óhmica — la resistencia electrónica de los sustratos de espuma de níquel, colectores de corriente, soldaduras de pestañas, y la resistencia iónica del electrolito KOH y el separador. Este componente responde al instante, como una resistencia convencional.
• Resistencia de transferencia de carga — la barrera cinética de las reacciones electroquímicas en las superficies de los electrodos, que depende de la actividad catalítica, el área y la temperatura.
• Resistencia de difusión (concentración) — la limitación más lenta de iones e hidrógeno al moverse por electrodos porosos, que aparece durante cargas sostenidas.

Las celdas NiMH de alta potencia atacan las tres: electrodos finos de gran superficie acortan los caminos de difusión, colectores de espuma altamente conductores reducen la pérdida óhmica y aditivos de electrolito mantienen alta la conductividad iónica a baja temperatura.

Dos formas de medirla en fábrica

La resistencia interna depende del tiempo, por lo que existen dos métodos de medición normalizados cuyos números no son intercambiables:

• Resistencia interna en corriente alterna (ESR) a 1 kHz — una pequeña señal alterna sondea la celda; a 1 kHz los lentos procesos de difusión no pueden seguir, por lo que la lectura capta principalmente el componente óhmico. Es rápida, no destructiva y es el método de clasificación estándar en la línea de producción (a menudo llamado ACIR). Una celda AA NiMH de calidad lee típicamente pocas decenas de miliohmios.
• Resistencia interna en corriente continua (DCIR) — la celda conmuta entre dos corrientes de descarga y la resistencia se calcula como ΔV/ΔI durante un intervalo definido (comúnmente decenas de milisegundos a varios segundos). Los intervalos más largos incluyen efectos de transferencia de carga y difusión, por lo que el DCIR suele ser más alto que el ACIR pero más cercano a lo que experimenta una carga real.

Al comparar proveedores, compare el mismo método: un número ACIR a 1 kHz no puede confrontarse con un número DCIR a 10 segundos.

Rᵢ provoca la caída de tensión

La tensión en bornas de una celda bajo carga sigue una relación simple: V_bornas = V_{circuito abierto} − I × Rᵢ. La resistencia interna convierte la corriente en una caída de tensión inmediata. Ejemplo práctico: una celda con 20 mΩ de resistencia interna que lleva un pulso de 5 A pierde 0,10 V al instante; dos celdas con 40 mΩ pierden 0,20 V bajo el mismo pulso — la diferencia entre un motor que arranca limpio y otro que deja su controlador sin tensión. Por eso las celdas de alta potencia se definen tanto por su lectura en miliohmios como por sus mAh.

Rᵢ se convierte en calor

La misma caída resistiva disipa energía en forma de calor a una tasa P = I²R. Como el calor escala con el cuadrado de la corriente, doblar la corriente de carga cuadruplica el calentamiento resistivo. En un pack, este calor se compone: sube la temperatura, cambian la conductividad del electrolito y la cinética de los electrodos, y durante la carga la reacción de recombinación añade más calor. Las celdas de baja resistencia y las interconexiones de baja resistencia son por tanto la base del diseño térmico — mantienen un pack fresco mucho más eficazmente que una refrigeración añadida a posteriori.

Cómo varía Rᵢ con SOC, temperatura y edad

• Estado de carga — la resistencia sigue una suave forma de U: ligeramente elevada a plena carga, mínima en el plateau de SOC medio y subiendo con claridad cerca del vacío al agotarse el material activo — la firma eléctrica de la rodilla de descarga.
• Temperatura — el frío eleva drásticamente Rᵢ al ralentizarse la conductividad del electrolito y la cinética de reacción, por lo que el rendimiento de alto consumo en climas fríos exige grados especiales; el calor baja Rᵢ pero acelera el envejecimiento.
• Edad y ciclos — al envejecer las celdas, crecen capas de corrosión, se redistribuye el electrolito y se degrada la estructura de los electrodos, por lo que Rᵢ sube de forma constante. Seguir la resistencia a lo largo de la vida es por tanto un indicador fiable de salud, y un cribado Rᵢ en recepción detecta celdas débiles antes de que lleguen a un pack.

Diseñar en torno a la resistencia interna

• Especifique el grado, no solo la capacidad — elija celdas de alta potencia con un límite ACIR máximo escrito en la especificación.
• Empareje Rᵢ, no solo los mAh — las cadenas serie deben construirse con celdas encuadradas en la misma banda estrecha de resistencia para que la corriente produzca igual caída en cada celda.
• Paralelice para bajar la resistencia del pack — las celdas en paralelo reparten la corriente y reducen a la mitad la resistencia efectiva; la serie sube la tensión sin cambiar la caída por celda.
• Minimice la pérdida de interconexión — soldaduras cortas, anchas, multipestaña y una sección de barra colectora adecuada evitan añadir miliohmios que las celdas se esforzaron en eliminar.
• Valide en el pulso — pruebe la caída de tensión en su corriente y temperatura más desfavorables y verifique el crecimiento de la resistencia durante la vida cíclica, no solo en muestras del primer día.

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