Tecnología Básica de la Batería

Para ser capaz de comparar los distintos tipos de batería y comprender las diferencias entre las baterías es necesario tener una idea del funcionamiento básico de la misma.

   Superficialmente la tecnología de la batería puede parecer simple. Sin embargo actualmente los procesos electro químicos que se utilizan en una batería son bastante complejos. Existen diferentes factores que determinan el funcionamiento de una batería. Este curso básico puede parecer complejo para mucha gente, mientras que para otros el asunto les será más familiar. Nosotros hemos comenzado por el principio para dar un profundo conocimiento de las diferencias entre las viejas y nuevas tecnologías de batería.

¿QUÉ ES UNA BATERÍA?

   Una batería es un dispositivo electroquímico el cual almacena energía en forma química. Cuando se conecta a un circuito elécrico, la energía química se transforma en energía eléctrica.

   Todas las baterías son similares en su construcción y están compuestas por un número de celdas electroquímicas. Cada una de estas celdas están compuestas de un electrodo positivo y otro negativo además de un separador.

   Cuando la batería se está descargando un cambio electroquímico se está produciendo entre los diferentes materiales en los dos electrodos.

    Los electrones son transportados entre el electrodo positivo y negativo vía un circuito externo(bombillas, motores de arranque etc.).

¿QUÉ SUCEDE EN EL INTERIOR DE UNA BATERÍA?

   Cuando una batería está descargada está teniendo lugar un cambio electroquímico del material activo en ambos electrodos.

   En términos sencillos el material en el electrodo negativo se oxida y se liberan electrones por lo que se convierte en más negativo (reacción canódica). Al mismo tiempo el material en el electrodo positivo se reduce y el electrodo se convierte en más positivo (reacción catodica). Los electrones viajan entre los electrodos por un circuito exterior el cual conecta el polo positivo con el negativo.

    El proceso produce sulfato de plomo tanto en la placa positiva como en la negativa.

   El electrolíto despide oxígeno e hidrogeno en estado gaseoso los cuales salen de la batería como deshecho liberado durante las reacciones producidas. Las reacciones dentro de una batería de plomo ácido, se pueden describir utilizando las ecuaciones siguientes.

   La reacción del polo positivo se muestra en la ecuación 1, la del polo negativo en la ecuación 2 y la reacción del total de la celda, en la ecuación 3:

1) ELECTRODO POSITIVO; PbO2 +3H++HSO4- + 2e- * 2H2O + PbSO4

2) ELECTRODO NEGATIVO; Pb + H2SO4 * 2PbSO4 + 2H+ + 2e-

3) REACCIÓN COMPLETA DE LA CELDA; PbO2 + Pb + H2SO4 * 2PbSO4 + 2H2O + energía

   El material permanece estable hasta que los electrodos son conectados eléctricamente. Cuando son conectados, los electrones fluyen del polo positivo al negativo y se da la reacción.

El voltaje generado entre los electrodos de 2V.

    La batería puede ser cargada con un voltaje exterior de 2.2-2,4V.

   Todas las ecuaciones son reversibles, pueden ir de izquierda a derecha como de derecha a izquierda. (Ver capítulo de «la carga»).

GLOSARIO QUÍMICO:

        – Pb = Plomo esponjoso

        – PbO2=Óxido de plomo

        – H2SO4=Ácido sulfúrico

        – H=HidrógenoO=Oxígeno

  Según lo dicho anteriormente, la tecnología del plomo ácido es la mejor (especialmente en relación con el precio) para muchos tipos de batería entre ellos las baterías de arranque. Sin embargo esto no significa que no existan limitaciones o problemas sin resolver.

   A continuación se tallan algunos de los requerimientos que, hoy día, se demandan a las baterías de arranque:

Tienen que producir intensidades altas cada

vez que se arranca el motor.

Deben recuperarse rápidamente después

de varios intentos de arranque.

Deben proporcionar muchos ciclos de arranque.

Deben trabajar en condiciones tanto de frío, como de calor.

No pueden ser muy grandes o muy pesadas.

Debe ser posible adaptarlas en espacios exiguos.

Deben ser resistentes a las vibraciones, impactos y sacudidas.

Conviene que tras soportar una fuerte colisión no tengan fugas de electrolito.

Deben ser seguras en el uso y en la carga.

Deben cubrir los altos consumos de los aparatos electrónicos de los automóviles

modernos.

Deben tener una baja autodescarga, una alta reserva de capacidad y una larga

vida media.

Deben ser fáciles y rápidas de recargar.

Debe ser posible montarlas en diferentes posiciones.

Deben preferentemente ser de libre mantenimiento.