A menudo subestimamos la función aparentemente insignificante de terminales de la batería mientras disfruta de la comodidad de los dispositivos electrónicos. Pero los terminales son un componente esencial para la conexión eléctrica entre baterías y circuitos. Aunque puedan parecer simples, desempeñan un papel indispensable para satisfacer la insaciable necesidad de tecnología e industria. Por lo tanto, estos sencillos terminales de batería son omnipresentes y se encuentran en todo, desde grandes equipos aeroespaciales hasta pequeños automóviles, teléfonos móviles y electrodomésticos, etc., y seguirán existiendo mientras la gente necesite energía eléctrica.
Aquí, presentaremos los tipos, aplicaciones y direcciones de investigación y desarrollo comunes de los terminales de batería modernos.
Índice del contenido
Tipos comunes de terminales de batería
Principales áreas de aplicación actuales y economías de mercado para terminales de batería
Consideraciones para elegir y utilizar terminales de batería
Direcciones de I+D para terminales de batería
Tipos comunes de terminales de batería
Las principales distinciones entre los cuatro terminales principales de la batería (presión, pasador, roscado y resorte) se relacionan con su forma, método de conexión, capacidad de carga de corriente e idoneidad ambiental. Por ejemplo, los terminales de presión de la batería dependen de la presión directa para mantener el contacto con la batería, aplicada mediante un resorte u otro material flexible que empuja el terminal contra la batería; los terminales roscados de la batería se conectan mediante un mecanismo de atornillado; los terminales de la batería con clavija se conectan mediante una conexión macho (pin) y hembra (enchufe); y los terminales de batería con resorte utilizan un mecanismo de resorte para aplicar presión constante al contacto de la batería.
Con respecto a la capacidad actual, los terminales de batería de presión y los terminales de batería roscados generalmente admiten corrientes en el rango de 200-300 A, mientras que los terminales de batería de clavija y los terminales de batería con resorte generalmente manejan corrientes de menos de 50 A.
En la actualidad, la mayoría de los terminales de batería están personalizados para aplicaciones específicas, lo que requiere la selección de terminales de batería en función de las demandas exactas de un escenario de aplicación determinado.
A continuación analizamos más de cerca los tipos comunes de terminales de batería y sus escenarios de aplicación:
| Tipo de Propiedad | Breve introducción | Escenarios de aplicación |
| Terminales de batería de presión | Establecer conexiones entre circuitos aplicando presión a los metales. Algunos dependen de la dureza inherente de un metal conductor más grande (como el cobre) para deformarse y establecer una conexión firme y duradera, que generalmente permanece sin cambios. Otros usan tornillos para controlar la presión sobre el metal, lo que facilita su extracción y reemplazo. | Empleado principalmente en aplicaciones que exigen altas corrientes, como herramientas eléctricas y vehículos eléctricos. Están diseñados para cumplir con los requisitos de los circuitos de alta potencia y garantizar una transmisión eficiente de energía eléctrica. |
| Terminales de batería roscados | Equipado con una estructura roscada diseñada para conectar de forma segura la batería y el circuito. Este diseño no sólo garantiza la seguridad de la conexión sino que también permite un cómodo desmontaje cuando sea necesario. | Se utiliza predominantemente en baterías de automóviles y equipos industriales. El diseño roscado permite que estos terminales soporten elementos exigentes, incluidas altas vibraciones y alto voltaje, lo que garantiza conexiones de circuitos confiables en entornos específicos. |
| Terminales de batería de pines | Generalmente encapsulado por clavijas metálicas que sobresalen, comúnmente se usa para conectar circuitos a placas de circuito impreso (PCB), a menudo mediante soldadura. | Empleado principalmente en dispositivos electrónicos, incluidas placas base de computadoras, sistemas integrados e instrumentos electrónicos. Ofrecen conexiones confiables y se utilizan con frecuencia para facilitar circuitos complejos entre chips o entre chips y sensores o dispositivos de respuesta. |
| Terminales de batería con resorte | Cuenta con una estructura de resorte comprimible, lo que permite una fácil inserción y extracción para establecer o desconectar la conexión del circuito. | Disponible en varias formas diseñadas para adaptarse a la configuración del circuito o batería correspondiente. Se utilizan comúnmente en dispositivos portátiles como fuentes de alimentación móviles, equipos de audio portátiles y dispositivos de prueba y medición. Estos terminales permiten modificaciones sencillas en las conexiones y desconexiones del circuito, lo que garantiza un contacto eléctrico confiable. |
Principales áreas de aplicación actuales y economías de mercado para terminales de batería
Los terminales de batería están estrechamente relacionados con la evolución de la industria de la electrónica de consumo. Con la integración de la inteligencia artificial y otras tecnologías emergentes en la electrónica de consumo, el ritmo de las actualizaciones de productos está a punto de acelerarse. Se espera que esto, a su vez, conduzca a una expansión del tamaño del mercado dentro de la industria de la electrónica de consumo, impulsando en consecuencia el crecimiento en el mercado de terminales de baterías.
El tamaño del mercado mundial de terminales de baterías fue de aproximadamente 24.68 millones de dólares estadounidenses para 2022, según un análisis de datos históricos de 2016 a 2022, lo que indica una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de aproximadamente el 5.42%. Se prevé que este mercado superará los 30 mil millones de dólares estadounidenses para 2028. Además, el rápido ritmo del desarrollo iterativo de productos electrónicos está preparado para generar oportunidades y mayores requisitos de rendimiento para los productos finales de baterías.
La cadena industrial de terminales de baterías abarca sectores ascendentes de materias primas de metal, plástico y revestimiento, así como la industria manufacturera intermedia, que incluye estampado, revestimiento, moldeo por inyección y ensamblaje, entre otros. Además, se extiende a la industria de aplicaciones posteriores.
Los terminales de batería se utilizan actualmente principalmente en los siguientes sectores:
Los vehículos eléctricos
Los terminales de baterías de automóviles especializados sirven como fuentes de energía para motores de combustión interna y sistemas de seguridad de la información, y normalmente funcionan dentro del rango actual de 40 a 100 amperios. Estos terminales están diseñados específicamente para soportar altos voltajes, demandas eléctricas y vibraciones severas asociadas con el funcionamiento del vehículo.
La vehículo eléctrico La industria de los vehículos eléctricos ha experimentado un notable aumento del 30 % en su cuota de mercado en los últimos años. Este aumento es una consecuencia del cambio de la industria automotriz de vehículos convencionales propulsados por combustibles fósiles a alternativas eléctricas e híbridas. A su vez, la expansión sustancial del sector de vehículos eléctricos ha catalizado un crecimiento significativo en el mercado de ensamblaje de terminales de baterías. Se prevé que este mercado alcanzará los 8 millones de dólares en los próximos cinco años, con una tasa compuesta anual prevista del 5% durante el período previsto.
Electrónica de consumo
La electrónica de consumo comprende un vasto mercado de billones de dólares que abarca cientos de millones de dispositivos portátiles, incluidos teléfonos inteligentes, tabletas, cámaras, auriculares y más. Estos dispositivos dependen en gran medida de los terminales de la batería para su suministro de energía, lo que requiere la miniaturización y la capacidad de carga rápida de estos terminales de la batería. Debido a los rápidos avances tecnológicos y la creciente demanda de terminales de batería, el tamaño del mercado de terminales de batería en el ámbito de las aplicaciones de electrónica de consumo crecerá un 6% o más en el futuro previsible.
Militar y aeroespacial
Los criterios específicos para los terminales de batería giran principalmente en torno a la necesidad de garantizar una alta confiabilidad y un rendimiento óptimo en condiciones ambientales desafiantes. Dado el cambiante panorama militar, los avances en la tecnología de exploración espacial y la creciente frecuencia de las misiones, se estima que la demanda del mercado de terminales de batería con una confiabilidad excepcional seguirá creciendo. Según datos históricos, el tamaño del uso final del sector aeroespacial y de defensa es aproximadamente el 25% de la industria automotriz y se espera que alcance los 4 mil millones de dólares en 2028.
Además, los terminales de batería son cruciales en diversas industrias, incluidos los dispositivos de Internet de las cosas (IoT), las aplicaciones marítimas y la atención médica inteligente. A la luz de la importancia y diversidad de estos terminales de batería, ¿qué consideraciones clave se deben considerar?
Consideraciones para elegir y utilizar terminales de batería
Selección de modelo
Seleccionar el terminal de batería correcto es crucial para garantizar una conexión segura y confiable. Esto es lo que debes considerar:
- Material: Los terminales de la batería suelen estar fabricados con metales como cobre, aluminio o acero inoxidable. La elección del material determina principalmente la conductividad del terminal, su resistencia a la corrosión y su capacidad para soportar diferentes rangos de temperatura.
- Voltaje: Este parámetro define la tensión máxima del sistema que los terminales diseñados no deben superar durante la instalación. Por lo general, depende de factores como el paso y la rigidez dieléctrica de la carcasa.
- Valoración actual: La clasificación actual significa la corriente nominal máxima por polo para la cual está diseñado el bloque de terminales. Esta especificación eléctrica generalmente está influenciada por varios factores, incluido el área de la sección transversal, la conductividad del terminal, la generación de calor a la corriente nominal (siguiendo los estándares UL1059) o la disipación de energía a la corriente nominal (según los estándares IEC 60947-7).
- Tipo de terminación: El tipo de terminación delinea la metodología empleada para conectar cables a los terminales. Los métodos de conexión comunes incluyen conexiones engarzadas, soldadas y roscadas.
- Rango de cableado: El rango de cableado representa los tamaños de cable mínimo y máximo para los que está diseñado el terminal.
- Condiciones ambientales: Los terminales implementados en diversas condiciones ambientales requieren una cuidadosa consideración de las características relevantes, que abarcan temperatura, humedad, vibración, golpes y resistencia a la corrosión.
Instalación y pruebas
Tras la debida consideración de los factores antes mencionados y la selección de un posible producto, es fundamental estar atento durante las fases de instalación y prueba. Se debe prestar especial atención a detectar problemas como contacto deficiente, aislamiento inadecuado y desajustes de resistencia. La aparición de tales condiciones puede atribuirse a varios factores, incluidos métodos de almacenamiento inadecuados, presión inadecuada, exceso de los límites de torsión de los tornillos durante la instalación, defectos en los moldes metálicos empleados durante el procesamiento, acabados superficiales rugosos y la selección imprudente de procesos de enchapado. Además, también pueden surgir problemas debido a factores como la entrada de humedad o el envejecimiento de los materiales orgánicos.
Recomendamos someter los terminales a pruebas en las mismas condiciones ambientales que encontrará el conjunto completo. Estas pruebas deben abarcar evaluaciones de funcionalidad de encendido y apagado, detección de interrupción instantánea, integridad del aislamiento, intercambiabilidad, evaluación de la adaptabilidad ambiental, evaluación de la corriente nominal máxima, determinación de la tolerancia de torsión máxima, capacidades de sobretensión temporal o corriente de irrupción, evaluación de la tensión potencial del cable, y otros aspectos relevantes. Además, para la evaluación de los terminales de la batería, se recomienda el uso de un analizador de sección transversal de terminales especializado. Este aparato facilita el análisis automático mediante la disección, el rectificado y la evaluación de la corrosión en la sección de engarzado del terminal, generando en última instancia un informe de calidad completo.
Mantenimiento de rutina
Durante el uso, es imperativo inspeccionar periódicamente las conexiones de los terminales y su limpieza. En los casos en los que se observe corrosión durante el mantenimiento, se puede remediar eficazmente limpiando con una mezcla de bicarbonato de sodio y agua. Si se encuentra óxido, se puede tratar utilizando un removedor de óxido o aceite penetrante. Además, se pueden emplear lubricantes para aliviar los terminales que se han apretado excesivamente.
Direcciones de I+D para terminales de batería
Las últimas investigaciones en el campo de los terminales de baterías se centran principalmente en la utilización, inteligencia y miniaturización de nuevos materiales. En el futuro, se espera que los terminales de batería presenten un rendimiento y una estabilidad mejorados, sean más respetuosos con el medio ambiente, tengan monitoreo del estado de la batería en tiempo real y faciliten el desarrollo de pequeños productos electrónicos. Por ejemplo, la creciente necesidad de una carga rápida en vehículos de nueva energía impone requisitos sustanciales a la capacidad de manejo actual de los terminales de batería. Actualmente, las estaciones de carga de alta potencia pueden entregar hasta 500 kW con una corriente máxima de 650 A. En consecuencia, la búsqueda de soluciones de carga más rápidas y eficientes, la reducción del peso en el diseño de los terminales y la mejora del rendimiento de la conexión eléctrica representan vías muy prometedoras para el desarrollo futuro de terminales de baterías.
