Tipos de Baterías de Plomo-Ácido
Las baterías de plomo-ácido son baterías secundarias (recargables) compuestas por una carcasa, dos placas de plomo o grupos de ellas, donde una actúa como electrodo positivo y la otra como negativo, y un relleno de ácido sulfúrico al 37% como electrolito. Existen cuatro tipos principales de baterías de plomo-ácido: la batería SLI, la batería de ciclo profundo, la batería AGM y la batería de gel.
Clasificación y Uso
La mayoría de las baterías de plomo-ácido en el mundo son baterías de automóvil para arranque, iluminación y encendido (SLI), con aproximadamente 320 millones de unidades enviadas en 1999. En 1992, alrededor de 3 millones de toneladas de plomo se utilizaron en la fabricación de baterías. Los campos industriales de aplicación para las baterías de ácido plomo incluyen la tracción de vehículos mineros, montacargas y como fuentes de energía estacionarias, como el almacenamiento de energía de respaldo de emergencia (UPS) y estaciones de señalización para ferrocarriles y telecomunicaciones.
Grupos Principales de Baterías de Plomo-Ácido
Podemos encontrar 2 grupos principales de baterías de plomo-ácido:
Batería VLA (batería de plomo-ácido ventilada): Es una batería de electrolito líquido inundado o ventilado, donde los electrodos están sumergidos en exceso de electrolito líquido. En las baterías ventiladas de plomo-ácido (VLA), hay 3 grupos:
Tracción o ciclo profundo: Diseñadas para producir una descarga constante y pequeña durante largos períodos. Menos susceptibles a la degradación debido al ciclado, se utilizan en sistemas fotovoltaicos y vehículos eléctricos.
Batería SLI: Para arranque, iluminación y encendido. Diseñadas para entregar la máxima corriente en un corto espacio de tiempo. Tienen una buena vida bajo condiciones de ciclo poco profundo, pero una vida útil muy pobre bajo ciclos profundos (alrededor de 12-15 ciclos).
Batería VRLA (batería de plomo-ácido regulada por válvula): Sellada o regulada por una válvula donde el electrolito está inmovilizado en un separador absorbente o en un gel. Hay dos tipos principales de baterías VRLA:
AGM (manta de vidrio absorbente): Batería de plomo-ácido de tipo VRLA que tiene pequeños canales de gas en el electrolito. Ofrece mayor densidad de energía y una vida útil más larga que las baterías de plomo-ácido regulares.
Célula de gel (batería de gel): Batería VRLA con electrolito gelificado. Reduce la evaporación del electrolito y el derrame común en la batería de celda húmeda y ofrece mayor resistencia a golpes y vibraciones.
Química de las Baterías de Plomo-Ácido
El principio de funcionamiento de la batería de plomo-ácido se ilustra mediante los procesos químicos que ocurren durante la carga y descarga. Durante la descarga, en el ánodo ocurre el proceso Pb + SO42- → PbSO4 + 2e–, donde el plomo se oxida con el electrolito para formar sulfato de plomo, liberando dos electrones. En el cátodo, se forma sulfato de plomo por: PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e– → PbSO4 + 2H2O. Durante la carga, los procesos ocurren en la dirección opuesta. La sobrecarga con altos voltajes de carga genera gases de oxígeno e hidrógeno, que se pierden a menos que las baterías selladas tengan catalizadores (Pd, Pt) donde el gas oxihidrógeno puede recombinarse en agua. El voltaje total de la reacción redox es: E0 = 1.68V – (-0.36V) = 2.04V.
Otros Tipos de Baterías
A continuación, se resume una lista notable de tipos de baterías eléctricas compuestas por una o más celdas electroquímicas. Se proporcionan cuatro listas: clasificación por tamaño y formato, baterías primarias (no recargables), baterías secundarias (recargables) y aplicaciones de baterías. También se incluye una lista de diferentes voltajes de baterías, como 1.2V, 3V, 6V, 9V, 12V y 24V.
