Características de las Baterías de Plomo-Ácido
Las baterías de plomo-ácido son baterías secundarias (recargables) que constan de una carcasa, dos placas de plomo o grupos de placas, una de ellas como electrodo positivo y la otra como negativo, y un relleno de ácido sulfúrico al 37% (H2SO4) como electrolito. Estas baterías contienen electrolito líquido en un recipiente no sellado, lo que requiere que se mantengan en posición vertical y en un área bien ventilada para garantizar la dispersión segura del gas hidrógeno que producen durante la sobrecarga.
Eficiencia y Características Físicas
Las baterías de plomo-ácido típicamente tienen eficiencias coulómbicas del 85% y eficiencias energéticas del orden del 70%. Son relativamente pesadas para la cantidad de energía eléctrica que pueden suministrar. Su bajo costo de fabricación y sus altos niveles de corriente de arranque las hacen comunes donde la capacidad (sobre aproximadamente 10 Ah) es más importante que el peso y los problemas de manejo. Una desventaja de esta química de batería es su sensibilidad a los ciclos de descarga profunda en comparación con otros sistemas de baterías, y debido a la alta densidad del plomo, la energía específica de las baterías es bastante baja.
Voltaje de Celda
El voltaje de las baterías eléctricas se crea por la diferencia de potencial de los materiales que componen los electrodos positivo y negativo en la reacción electroquímica. Un voltaje común para las baterías de automóviles es de 12 voltios (DC), pero esta batería consta de seis celdas de plomo de 2V.
Voltaje de Corte
El voltaje de corte es el voltaje mínimo permitido. Generalmente, este voltaje define el estado «vacío» de la batería. Cualquier batería de plomo-ácido, ya sea una celda de Gel, AGM o inundada, debe cortarse a 11.6 voltios.
Capacidad
La capacidad coulométrica es el total de Amperios-hora disponibles cuando la batería se descarga a una corriente de descarga determinada del 100% SOC al voltaje de corte. Una batería automotriz promedio podría tener una capacidad de unos 70 Ah, especificada a una corriente de 3.5 A.
Tasa de C
La tasa de C se utiliza para expresar qué tan rápido se descarga o carga una batería en relación con su capacidad máxima. Tiene unidades h−1. Una tasa de 1C significa que la corriente de descarga agotará la batería completa en 1 hora.
Autodescarga
Las baterías se autodescargan gradualmente incluso si no están conectadas y entregando corriente. Esto se debe a reacciones químicas «secundarias» no productoras de corriente que ocurren dentro de la celda incluso cuando no se aplica ninguna carga. Una batería de plomo-ácido dejada en almacenamiento a temperaturas moderadas tiene una tasa de autodescarga estimada del 5% por mes. Esta tasa aumenta a medida que las temperaturas suben y el riesgo de sulfatación aumenta.
Degradación
Se produce cierta degradación de las baterías recargables en cada ciclo de carga y descarga. La degradación suele ocurrir porque el electrolito migra lejos de los electrodos o porque el material activo se desprende de los electrodos. Las baterías de ciclo profundo pueden proporcionar de 200 a más de 3000 ciclos de descarga/carga. Las baterías de arranque no están diseñadas para descargas sostenidas y durarán solo de 50 a 60 ciclos de uso.
Profundidad de Descarga
La profundidad de descarga es una medida de cuánta energía se ha retirado de una batería y se expresa como un porcentaje de la capacidad total. Por ejemplo, una batería de 100 Ah de la cual se han retirado 40 Ah ha experimentado una profundidad de descarga del 40% (DOD).
