¿Qué son las Baterías de Plomo Ácido?
Las baterías de plomo ácido son un tipo de batería que utiliza dióxido de plomo y plomo metálico como electrodos. El electrolito que rellena el espacio entre los electrodos es ácido sulfúrico. Las baterías de plomo ácido son excelentes en términos de precio, ya que el plomo utilizado para los electrodos es barato y puede fabricarse a bajo coste. Generalmente se distribuyen ampliamente porque son fáciles de usar, con una buena estabilidad de rendimiento independientemente de la corriente utilizada y bajos efectos de efecto memoria.
Las desventajas incluyen la dificultad de hacerlas más pequeñas y ligeras que otras baterías recargables, y la necesidad de tener cuidado con los daños debidos al uso de ácido sulfúrico.
Usos de las Baterías de Plomo Ácido
Las baterías de plomo ácido se utilizan en una amplia gama de aplicaciones debido a su bajo coste, gran estabilidad y excelente relación calidad-precio. Los sectores de la automoción y la industria están especialmente bien representados como áreas en las que son cada vez más populares.
Una sola célula de una batería de plomo ácido tiene una fuerza electromotriz de 2 V, que puede aumentarse a 6, 12 ó 24 V conectando varias células entre sí. Existen dos tipos de baterías de plomo ácido en función de la forma de las placas de los electrodos: las de tipo pasta y las de tipo clad.
El tipo de pasta utiliza un compuesto de plomo recubierto sobre la rejilla, y se utiliza en fuentes de alimentación de emergencia y sistemas de alimentación ininterrumpida porque su gran superficie de electrodos permite obtener una gran corriente. También se utilizan en automóviles.
Las baterías de tipo clad están hechas de fibras de vidrio trenzadas en forma de tubo y rellenas de polvo de plomo, y se utilizan en refuerzos de crisis en obras de construcción, como carretillas elevadoras, debido a su larga vida útil y durabilidad. Son menos adecuadas para su uso en regiones extremadamente frías debido al riesgo de que el electrolito se congele y la batería estalle.
Principios de las Baterías de Plomo Ácido
El fenómeno de descarga de las baterías de plomo ácido se representa mediante la siguiente ecuación de reacción (ecuación de la batería). Durante la recarga, la reacción se produce en sentido inverso a esta ecuación.
- Reacción en el Electrodo Positivo: PbO2+ 4H^(+) +SO4^(2-) + 2e^(-) → PbSO4 + 2H2O
- Reacción en el Ánodo: Pb + SO4^(2-) → PbSO4 + 2e^(-)
- Reacción en Todo el Sistema: PbO2 + 2H2SO4 + Pb → 2PbSO4 + 2H2O
En las baterías de plomo ácido se utiliza dióxido de plomo (PbO2) como electrodo positivo, plomo (Pb) como electrodo negativo y ácido sulfúrico diluido (H2SO4) como electrolito.
Durante la descarga, el plomo reacciona con el ácido sulfúrico en el lado del ánodo y se oxida a sulfato de plomo (PbSO4). Durante la reacción, los electrones (e^(-)) del plomo se liberan y se transfieren al cátodo, produciendo electricidad.
En el lado del cátodo, el dióxido de plomo del electrodo recibe los electrones enviados desde el lado del ánodo y libera iones de plomo. Los iones de plomo reaccionan con el ácido sulfúrico para formar sulfato de plomo. El oxígeno del dióxido de plomo se combina con los iones de hidrógeno (H^(+)) presentes en el electrolito para formar agua (H2O).