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¿Cómo funcionan las baterías de plomo ácido?

¿Cómo funcionan las baterías de plomo ácido?

Las baterías de plomo ácido son baratas, convenientes y funcionan para muchas aplicaciones de energía de baterías. Probablemente sean más conocidos por su uso en vehículos donde suministran energía para todo, desde el arranque hasta la electrónica y mucho más.

La batería de plomo-ácido tiene muchas ventajas para la automoción y muchos otros usos: tiene una gran capacidad de corriente y sobretensión, que es ideal cuando se utiliza para arrancar motores de combustión interna.

Como tecnología, las baterías de plomo-ácido son una tecnología bien establecida y pueden fabricarse fácilmente con equipos de tecnología relativamente baja.

Conceptos básicos de las baterías de plomo ácido: cómo funcionan

Al observar cómo funciona una batería de plomo ácido, es necesario observar los componentes básicos. La batería tiene comparativamente pocos componentes, esencialmente hay cuatro elementos principales:

  • Placa positiva: Esta se cubre con una pasta de dióxido de plomo.
  • Placa negativa: Está hecho de plomo esponjoso.
  • Separador: Este es un material aislante entre las dos placas, pero permite que el electrolito y los iones entren en él para permitir la conducción sin que las dos placas se toquen.
  • Electrólito: Consiste en agua y ácido sulfúrico.

Todos estos componentes están contenidos dentro de un recipiente de plástico que actúa para mantener el electrolito y la batería juntos.

La batería general normalmente constará de varias celdas colocadas en serie para proporcionar el voltaje requerido, ya que cada celda es capaz de proporcionar un EMF de 2,1 voltios.

Para permitir que la celda básica de plomo-ácido produzca un voltaje, primero debe recibir carga. El voltaje aplicado para proporcionar esto debe ser mayor que los 2.1 voltios para permitir que la corriente fluya hacia la celda. Si fuera menos que esto, la carga realmente fluiría fuera de él.

Una vez cargada, la celda o batería podrá proporcionar carga a los circuitos externos, que a menudo funcionan durante varias horas dependiendo del drenaje de la celda o batería.

Autodescarga de la batería de plomo ácido

La característica de autodescarga de la batería de plomo-ácido es relativamente buena. A una temperatura ambiente de 20 ° C, la tasa de autodescarga es de alrededor del 3% por mes> En teoría, una batería de plomo-ácido puede almacenarse hasta 12 meses sin recarga. Sin embargo, a temperaturas más altas, la autodescarga es mayor. A 30 ° C aumenta la autodescarga y será necesaria una recarga a los 6 meses. Dejar que la batería caiga por debajo del 60% durante algún tiempo provoca sulfatación.

La sulfatación es un proceso que reduce la capacidad de las baterías de plomo-ácido. Durante el uso normal, se forman pequeños cristales de sulfato, pero son normales y no son dañinos. Sin embargo, durante la privación de carga prolongada, el sulfato de plomo amorfo se convierte en un cristalino estable y se deposita en las placas negativas. Esto conduce al desarrollo de cristales grandes que reducen el material activo dentro de la célula y dan como resultado una reducción de la capacidad dentro de la célula.

Ventajas y desventajas de la batería de plomo ácido

Aunque las baterías de plomo-ácido se utilizan ampliamente porque tienen una serie de ventajas distintas, también tienen varias desventajas importantes. Todos estos deben tenerse en cuenta a la hora de decidir si utilizar esta tecnología o no.

Ventajas de la batería de plomo ácido

  • Tecnología madura
  • Relativamente baratos de fabricar y comprar (proporcionan el costo más bajo por unidad de capacidad para celdas recargables)
  • Gran capacidad de corriente
  • Puede fabricarse para una variedad de aplicaciones
  • Tolerante al abuso
  • Tolerante a la sobrecarga
  • Amplia gama de tamaños y especificaciones disponibles.
  • Muchos productores en todo el mundo

Desventajas de la batería de plomo ácido

  • Falla después de algunos años, la vida útil suele ser de 300 a 500 ciclos.
  • No siempre se puede usar en una variedad de orientaciones
  • Electrolito corrosivo (puede provocar quemaduras a las personas y corrosión en la estructura metálica)
  • El plomo no es ecológico
  • El ácido necesita eliminarse con cuidado
  • No apto para carga rápida
  • Debe almacenarse en estado cargado una vez introducido el electrolito
  • Eficiencia de carga típica solo alrededor del 70%

La batería de plomo-ácido está muy bien establecida. Se utiliza desde hace más de 150 años y actualmente es uno de los pilares de la industria del automóvil. La batería de plomo ácido tiene una alta capacidad de corriente, bajo costo y es tolerante al abuso. Esto lo hace ideal para muchas aplicaciones. Sin embargo, con el cambio a fuentes de energía más respetuosas con el medio ambiente, los vehículos eléctricos ahora parecen ser el futuro con los fabricantes y la legislación que apuntan a la eliminación gradual del motor de combustión interna. Para los vehículos eléctricos, la tecnología de iones de litio proporciona un mejor rendimiento, son más aceptables para el medio ambiente y tienen el rendimiento para permitir que los vehículos eléctricos tengan éxito. Como tal, es probable que la batería de plomo-ácido se utilice considerablemente menos.


Ver el vídeo: ETNA: Así se fabrican sus baterías (Diciembre 2020).