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Baterías de Plomo

Las baterías de plomo acido son las más antigua. Tienen una tecnológica muy madura y una aptitud a ser recicladas a más de 97%.

Existen varios tipos de baterías de plomo  para hacerlas eficientes en un campo de aplicaciones determinado. Así, las aplicaciones mas frecuentes para este tipo de baterías son:

Batería de arranque (para vehículos)
Batería para alimentaciones de emergencia
Baterías para aplicaciones fotovoltaicas

A cada una de estas aplicaciones corresponde una tecnología de batería de plomo acido, caracterizada por la composición de las rejillas, la concentración del liquido de electrólisis, placas  planas o tubulares...

 

 Elemento Pb-acide Ni-Cd  Ni-MH  Li-ion
 Tensión Nominal (V) 2- 2,15 1,2 1,2 3,6
Masa y energía (Wh/kg)  25-40 40-60 60-80 100-150
 Longevidad en ciclos - +++ ++ +
 Conservación de carga ++ -/+ -/+ ++
 Auto Descarga (% por mes) 2-5 20-25 20-25 6-10
 Almacenamiento en estado de carga - +++/++ ++/+ -
 Carga rápida - +++ ++ +
 Descarga rápida - +++ ++ +
 Bajas temperaturas + ++ + +/++
 altas temperaturas ++ ++ + +
 Efecto memoria no si si no
 Nivel de desarollo ++ + + (+)
 Seguridad ++ ++ + -
 Rendimiento 0,8 0,7 0,75 0,9
 Coste Relativo 1 >3 >4 >5
 Orden de precio (€/kWh) 40-150   

 

Elementos constitutivos de una batería

La denominacion "acumulador" es empleado cuando el elemento es recargable, a diferencia de una pila (elemento no recargable). Asi, un acumulador es un generador electrico reversible, pudiendo almacenar energia, comportandose como un convertidor de energia electrica en energia quimica, y restituir esa energia cuando se solicita.

En una batería de plomo acido, un elemento tiene una tensión nominal de 2 Voltios. Se obtiene una batería de 12 Voltios poniendo en serie 6 elementos acumuladores. De esta forma si se desea tener una tensión de 48 Voltios (tendencia para los sistemas fotovoltaicos), se conectan en serie 4 baterías de 12 Voltios.

 

Composición de una batería de plomo acido

Un acumulador de 2 voltios es la unidad de base de una batería de plomo. Se compone de un electrodo positivo y otro negativo, de un separador micro poroso y de una solución electrolítica.

 vista elemento plomo

 (1) Electrodo negativo, compuesto de 4 placas de plomo esponjoso (Pb).
(2) Electrodo positivo, compuesto de placas de dióxido de plomo (PbO2).
(3) Micro-separador poroso (bolsa de polietileno).
(4) Cable de conexión Pontet.
(5) Terminal negativo.
(6) Un elemento Pb/PbO2 elemento.

 

Una batería de tecnología plomo abierta esta constituida de placas positivas, placas negativas ensambladas en alternancia. La cantidad de placas de cada polaridad y la superficie de cada son los parámetros que definen la capacidad de cada elemento.

vista bateria plomo 

a) Reja positiva
b) Placa plana positivo, engrosada
c) Placa positiva en un bolsillo de polietileno
d) Matriz negativa
e) Placa plana negativo, engrosada
f) Electrodo negativo
g) Haz de placas positivas
h) Elemento Pb/PbO2
i) Batería de 6 células de serie.

 

 

Electrodo Positivo

Existen dos tecnologías para realizar las placas de los electrodos positivos: Placas Planas y placas tubulares.

Placas planas

Están fabricadas con una rejilla en aliaje de plomo que asegura la sustentación mecánica y asegura la captación de la corriente.
Las placas plana son principalmente utilizadas en las baterías de arranque. Son la tecnología mas barata pero son las más frágiles. Tienen la mejor relación Energía/masa.

 

Placas Tubulares

Las placas tubulares están fabricadas con espinas de aleación de plomo (colector de carga), encerrado en un tubo poroso que recibe, en el espacio entre la columna y la vaina, el principio activo. Así, el electrodo positivo consiste en una fila de tubos cilíndricos colocados en posición vertical. La forma cilíndrica permite que el compuesto activo pueda dilatarse y contraerse durante los ciclos de carga y descarga, manteniendo un buen contacto eléctrico con el conductor central. La longevidad de los electrodos se ve así mejorada.
Las baterías de pacas tubulares se utilizan en aplicaciones que necesitan una gran longevidad en los ciclos. Es el caso de las instalaciones fotovoltaicas.

 

Electrodo Negativo

Las placas del electrodo negativo están realizadas con rejilla plana, independientemente del tipo de batería. Esta compuesto de plomo aliado con  acido sulfúrico y otros compuestos adicionales.

 

Electrolito

Dependiendo del tipo de batería, el electrolito es un líquido, gel o absorbida. Dentro de la batería de plomo ácido, el electrolito juega un doble papel: proporciona la transmisión de electricidad por conducción iónica y participa como un reactivo, a las reacciones de carga y descarga.

 

Electrolitico libre (Baterias abietra)

Dependiendo del tipo de batería, el electrolito es un líquido, gel o absorbida. Dentro de la batería de plomo ácido, el electrolito juega un doble papel: proporciona la transmisión de electricidad por conducción iónica y participa como un reactivo, a las reacciones de carga y descarga.

 

Electrolítico libre (Baterías abierta)

El electrolito es una solución en el cual el solvente (compuesto en grandes cantidades) es el agua H2O destilada, y el soluto (en cantidades pequeñas) es el ácido sulfúrico, H2SO4. La relación de la mezcla define la densidad del electrolito.

 

Electrolítico gelatinoso o Absorbida (Baterías herméticas)

El gel se produce a partir de un polvo de sílice coloidal, coagulada por reacción con el ácido en el electrolito. El gel así formado puede inmovilizar el electrolito dentro del la caja hermética de la batería.
El electrolito "absorbido" es un líquido que impregna un separador de fibra colocado entre las placas de polaridad diferente. Este electrolítico queda inmovilizado pero sigue estando en un estado líquido.

 

Familia de Baterías de Plomo

Tipo de Baterías
de plomo
ABIERTORECOMBINACION DE GAS
  ELECTROLITICO LiquidoGelAbsorbido
(por un separador)
 APELACION INGLESA  flooded or vented battery  Gel VLRAVLRA (Sealed)
AGM separator battery
 VANTAJAS 

 · Longevidad importante
(5 a 15 años) 
 · tecnología menos cara

 · Perdidas de agua inexistentes
   (sin mantenimiento)
 INCONVENIENTE ·  Consumo de agua
 ·    ubicacion especifica (lugar    ventilado)
 ·Longevidad mas cortas
 ·+Sensibilidad a la temperatura