Tensión de la batería
La tensión de una batería es una característica fundamental de la misma, que viene determinada por las reacciones químicas en la batería, las concentraciones de los componentes de la misma y la polarización de ésta. La tensión calculada a partir de las condiciones de equilibrio se conoce normalmente como la tensión nominal de la batería. En la práctica, la tensión nominal de la batería no puede medirse fácilmente, pero para los sistemas de baterías prácticos (en los que las sobretensiones y los efectos no ideales son bajos) la tensión de circuito abierto es una buena aproximación a la tensión nominal de la batería.
Dado que el potencial eléctrico (tensión) de la mayoría de las reacciones químicas es del orden de 2V mientras que la tensión requerida por las cargas suele ser mayor, en la mayoría de las baterías, numerosas celdas individuales de la batería están conectadas en serie. Por ejemplo, en las baterías de plomo-ácido, cada celda tiene una tensión de unos 2V. Se conectan seis celdas para formar una típica batería de plomo-ácido de 12V.
Variación de la tensión con la descarga
Debido a los efectos de la polarización, la tensión de la batería bajo el flujo de corriente puede diferir sustancialmente de la tensión de equilibrio o de circuito abierto. Una característica clave de la tecnología de las baterías es cómo cambia el voltaje de la batería en condiciones de descarga, tanto por los efectos de concentración de equilibrio como por la polarización. A continuación se muestran las curvas de descarga y carga de la batería para varios sistemas de baterías diferentes. Las curvas de descarga y carga no son necesariamente simétricas debido a la presencia de reacciones adicionales que pueden estar presentes en los voltajes más altos encontrados en la carga.
Tensión de corte
En muchos tipos de baterías, incluidas las de plomo-ácido, la batería no puede descargarse por debajo de un determinado nivel o puede sufrir daños permanentes. Esta tensión se denomina «tensión de corte» y depende del tipo de batería, de su temperatura y de la velocidad de descarga de la batería.
Medición del estado de carga en función de la tensión
Aunque la reducción de la tensión de la batería con la descarga es un aspecto negativo de las baterías que reduce su eficiencia, un aspecto práctico de dicha reducción, si es aproximadamente lineal, es que a una temperatura determinada, la batería puede utilizarse para aproximar el estado de carga de la misma. En los sistemas en los que el voltaje de la batería no es lineal a lo largo de algún rango del estado de carga de la batería o en los que hay variaciones rápidas en el voltaje con el BSOC será más difícil determinar el BSOC y por lo tanto será más difícil de cargar. Sin embargo, un sistema de baterías que mantenga un voltaje más constante con la tasa de descarga tendrá una alta eficiencia de voltaje y se utilizará más fácilmente para impulsar cargas sensibles al voltaje.
Efecto de la temperatura en el voltaje
El voltaje de la batería aumentará con la temperatura del sistema, y puede calcularse mediante la ecuación de Nernst para el voltaje de equilibrio de la batería.