Funcionamiento y carga de baterías de plomo-ácido

Los diagramas anteriores muestran el funcionamiento de una batería típica utilizada en vehículos eléctricos (y de combustión interna) usando una batería de plomo-ácido como ejemplo. Desde Volta, quien inventó la batería en 1800, la mayoría de las baterías y acumuladores, incluidos los que se usan en los vehículos, se construyen con un principio similar: tienen una o más celdas interconectadas, cada una de las cuales consta de dos electrodos metálicos hechos de diferentes materiales separados por electrolito. En el caso de una batería de plomo-ácido, el dióxido de plomo forma el electrodo positivo, el dióxido de plomo forma el electrodo negativo y el electrodo negativo electrolito de ácido sulfúrico. Los electrodos y toda la batería están hechos de tal manera que aumentan superficie donde pueden tener lugar dos reacciones químicas principales para que la batería genere electricidad en un circuito cerrado como se muestra en el diagrama 4.20b. Como podemos ver en esta imagen esquemática y en las fórmulas de reacción química, a medida que la electricidad fluye a través del circuito (en forma de electrones) en la batería, se pierde el electrolito, en cuyo lugar se forman agua y PbSO4. Esto da como resultado una disminución de la fuerza electromotriz de las celdas y una disminución de la diferencia de potencial en los terminales de la batería. Sin embargo, a diferencia de las baterías, en las baterías este proceso puede invertirse gracias a la selección adecuada de materiales, electrodos y electrolito. Esto ocurre cuando conectamos un cargador o rectificador adecuado, el cual, gracias a un voltaje mayor que en los terminales de la batería, obligará a la corriente a circular en sentido contrario, lo que en nuestra batería ilustrativa provocará literalmente el curso contrario del químico descrito. reacciones, porque el PbSO4 se descompondrá nuevamente en plomo y dióxido de plomo. Por cierto, cantidad la energía necesaria para cargar la batería es ligeramente superior a la que obtenemos de ella, principalmente debido a las pérdidas térmicas en la resistencia interna de la batería durante el flujo de corriente a través de ella.

Aspectos prácticos: 

Escribiendo teóricamente sobre baterías de plomo-ácido, también nos gustaría llamar su atención sobre varios aspectos prácticos importantes relacionados con su carga, en particular su sulfatación y sobrecarga. Sin embargo, antes de describir cuáles son estos fenómenos, queremos enfatizar que existe una manera simple de prevenir tanto la sulfatación como la sobrecarga: simplemente use un temporizador, un cargador/cargador dedicado y acostúmbrese a la carga regular. Por lo tanto es necesario sepa que su batería de plomo ácido debe ser cargue completamente, nunca deje que se descargue por completo y cárguelo siempre después de su uso, y cuando no se use, desconéctelo del circuito del vehículo y cárguelo periódicamente (por ejemplo, con un temporizador). En el uso diario, tal hábito se desarrolla automáticamente cuando usa temporizadores simples y naturales de usar, sobre los cuales escribimos en otras publicaciones en este blog (por ejemplo, interruptor Ansmann AES1). Este tipo de temporizadores no solo protegen la batería de descargas y sobrecargas, sino que también facilitan su carga diaria en vehículos eléctricos - simplemente conecte el cable del cargador al vehículo y presione el botón en el temporizador . El interruptor automático Ansmann AES1 que recomendamos está disponible en nuestra oferta: Enlace

Sulfatación:

Un aspecto práctico muy importante de la carga de baterías de plomo-ácido es el fenómeno desfavorable de su sulfatación involuntaria. Pues bien, si una batería de este tipo no se carga lo suficiente o se descarga por completo sin cargarse inmediatamente, se forman cristales de sulfato en gran cantidad, que se depositan en los electrodos y reducen la cantidad de PbSO4 disponible para las reacciones electroquímicas descritas anteriormente. Los efectos irreversibles de estos procesos incluyen aumento de la resistencia interna, tiempo de carga prolongado y corriente de descarga de la batería significativamente reducida (y, por lo tanto, la cantidad trabajo que podemos obtener de él). 

Recargando:

El segundo problema, menos frecuente pero también importante, que puede surgir durante el uso de baterías de plomo-ácido es su sobrecarga, cuando se cargan con una corriente demasiado alta o durante mucho tiempo. Esto produce demasiado hidrógeno y oxígeno libres, que escapan de la batería o permanecen fuera del ciclo químico, lo que aumenta la presión interna de la batería. Esto puede aumentar la acidez y la corrosividad del electrolito y puede manifestarse por un aumento del voltaje en los terminales de la batería. Aunque las baterías de plomo-ácido son más seguras que las de litio, en situaciones extremas de sobrecarga, una batería de plomo-ácido puede hincharse por una presión interna excesiva, por lo que se debe tener especial cuidado al desmontarla, sustituirla y desecharla, ya que los gases acumulados pueden provocar un incendio. y explosión, durante la cual se esparcen fragmentos de batería y ácido sulfúrico. (por lo que se recomienda utilizar ropa de protección, guantes y guantes completos proteccion en la cara)

Finalmente, agregaremos que existen diferentes tecnologías para construir baterías de plomo ácido que reducen los efectos de sulfatación, recarga y otros fenómenos desfavorables según la aplicación. Las baterías vendidas por GO ELECTRIC con ciclomotores Błyskawica están entre las mejores y las tecnologías más seguras, y los cargadores incluidos están dedicados a ellas. 

[La fuente de las ilustraciones y la descripción anterior incluyen el seguimiento artículos donde las personas interesadas pueden encontrar más información: 

1) "Electricidad y magnetismo" de EDWARD M. PURCELL y DAVID J. MORIN (tercera edición), capítulo 4.9 "Fuerza electromotriz y celda voltaica";

2) https://en.wikipedia.org/wiki/Lead–acid_battery

3) https://www.mpoweruk.com/chargers.htm]