Las características fundamentales de una batería se definen principalmente por su capacidad de conversión de energía, rendimiento de almacenamiento de energía, características de salida y vida útil. Como dispositivo capaz de almacenar y liberar energía eléctrica, una batería facilita la conversión entre energía química y energía eléctrica a través de reacciones químicas internas, alimentando así varios dispositivos electrónicos y sistemas eléctricos. Debido a las diferencias en los materiales y el diseño estructural, los distintos tipos de baterías presentan características distintas en cuanto a voltaje, capacidad, rendimiento de carga-descarga y seguridad; en consecuencia, se debe seleccionar el tipo de batería apropiado según los requisitos específicos de la aplicación.
El voltaje y la capacidad son las características eléctricas más fundamentales de una batería. El voltaje de la batería indica el nivel potencial de la energía de salida y generalmente está determinado por las reacciones electroquímicas entre los materiales de los electrodos positivo y negativo; diferentes sistemas materiales poseen diferentes voltajes nominales. Por ejemplo, el voltaje nominal de una sola celda de iones de litio-estándar varía de aproximadamente 3,2 V a 3,7 V, mientras que el voltaje nominal de una sola celda de plomo-ácido suele ser de 2 V. La capacidad de la batería generalmente se expresa en amperios-horas (Ah) y cuantifica la cantidad de energía que una batería puede almacenar y liberar; En teoría, una mayor capacidad permite una mayor duración del suministro de energía continua. El voltaje y la capacidad sirven como parámetros críticos para la configuración de la batería en aplicaciones como fuentes de alimentación de respaldo UPS y sistemas de almacenamiento de energía.
El rendimiento de carga-descarga es otra característica vital, que abarca métricas como la eficiencia de carga, la capacidad de descarga, el ciclo de vida y la tasa de auto-descarga. Una batería de alta-calidad debe exhibir una alta eficiencia de conversión de energía y mantener una fuerte retención de capacidad incluso después de repetidos ciclos de carga-descarga. La vida útil-definida como el número de ciclos de carga-descarga efectiva que puede experimentar una batería-es un indicador clave de su utilidad-a largo plazo. Además, una baja tasa de autodescarga-permite que la batería retenga más carga durante el almacenamiento prolongado, lo que mejora la confiabilidad del almacenamiento. Los distintos escenarios de aplicación imponen distintos requisitos a estos atributos de rendimiento; por ejemplo, los sistemas UPS priorizan la estabilidad y la confiabilidad, mientras que los vehículos de nueva energía ponen mayor énfasis en la densidad de energía y el ciclo de vida.
