Bateria de plom i àcit

Archiu:UTX12-BS(MF).png

Bateria de plom i àcit

L'acumulat bateria de plom, també denominada bateria d'àcit-plom és un tipo de bateria (bateria humida) molt comuna en vehículs convencionals, com bateria d'arrancada, encara que també s'utilisen com a bateria de tracció de vehículs elèctrics. Sol proporcionar una tensió de 6 V, 12 V o un atre múltiple de 2, ya que la tensió que suministra cada cela d'energia és de 2 V. Poden suministrar unes intensitat de corrent relativament grans, lo que les fan ideals per als motors d'arrancada.

Encara que la seua utilisació i forma més coneguda és la bateria d'automòvil, este acumulador té moltes aplicacions.

Història

En 1859, el físic i inventor francés Gaston Vaig plantar va desenrollar la bateria de plom-àcit, considerada la primera bateria elèctrica recargable. El primer model va consistir en un roll en espiral de dos làmines de plom pur separades per un teixit de lli, sumergit en un recipient de vidre que contenia una solució d'àcit sulfúric. A l'any següent, va presentar una bateria de plom de nou cèlules en l'Acadèmia francesa de ciències, acompanyat d'un reporte tècnic que va titular “Nouvelle pile secoundaire d'unix gran puissance” (Nova Pila Secundària d'una Gran Potència).

En 1881, Camille Alphonse Faure va desenrollar un model més eficient i confiable que seria un gran èxit en els primers automòvils elèctrics. Este tipo de bateria va servir en 1899 per a impulsar l'automòvil elèctric, cridat La Jamais Acontente, el qual va anar el primer en superar la velocitat de 100 km/h. Posteriorment, este dispositiu es va convertir en la primera bateria de tipo recargable que va ser comercialisada. Les bateries en els automòvils actuals hui encara treballen essencialment baix el mateix principi.

Aixina mateix, la bateria de plom àcit va ser elegida per Isaac Peral para propulsar el seu submarí.Va millorar el seu disseny per a fer-la més robusta i permetre el seu aïllament elèctric en les dures condicions d'un sumergible. Proporcionava una autonomia satisfactòria, encara que devien recarregar-se en port, ya que el submarí no duya sistema de rercarga en l'mar.

Constitució

La bateria està formada per un depòsit d'àcit sulfúric i dins d'ell un conjunt de plaques de plom, paraleles entre sí i dispostes alternadamente sobre la seua polaridad (positiva (+) i negativa (-). Per a evitar la combadura de les plaques positives, es dispon una placa negativa adicional, de manera que sempre hi haja una placa negativa exterior. Generalment, en la seua fabricació, les plaques positives estan recobertes o impregnades de diòxit de plom (PbO₂), i les negatives estan formades per plom esponjoso. Este estat inicial correspon a la bateria carregada, aixina que el electrolito agregat inicialment deu correspondre a la bateria en càrrega completa (densitat 1,280 g/ml). Segons el número de plaques, la corrent (intensitat) suministrada serà major o menor. Baix de les plaques es deixa un espai per a que es depositen eventuals solsides dels materials que formen les plaques. Per a que no hi haja contacte elèctric directe entre plaques positives i negatives, es disponen separadores aïllants que deuen ser resistents a l'àcit i permetre la lliure circulació del electrolito.

L'acumulador de plom i àcit està constituït per dos tipos d'electrodos de plom que, quan l'aparat està descarregat, es troba en forma de sulfat de plom (PbSO₄ II) incrustat en una matriu de plom metàlic (Pb). El electrolito és una dissolució d'àcit sulfúric tal que la seua densitat és d'1,280 +/– 0,010 g/ml en càrrega plena i que baixarà a 1,100 g/ml quan la bateria estiga descarregada.

Una de les principals característiques de la bateria d'àcit-plom és la curva de descàrrega de la bateria de plom-àcit:

La descàrrega és la conversió d'energia química en energia elèctrica. El curs de la descàrrega normalment es mostra per mig de la curva O = f (temps) en una càrrega de corrent constant. Les principals fases d'una descàrrega són:

Fase 1: Inici de la corrent de càrrega

Esta fase es caracterisa per una caiguda de tensió casi instantànea. Este buit de tensió està definit pel canvi en la corrent de càrrega i la resistència interna de les celes (Ri) (llei de Ohm).

Fase 2: Curva de tensió constant en càrrega casi contínua

Esta fase es caracterisa per una caiguda de voltage contínua en una caiguda de voltage de cela més o menys alta, depenent del tamany de la cela, la química de la cela i la càrrega en la cela.

Fase 3: Caiguda de tensió al final de la fase de descàrrega

En esta fase, la curva de descàrrega es caracterisa pel fet de que les matèries primeres electroquímiques (electrolito, material actiu de l'ànodo i del càtodo) s'han convertit en gran part per la reacció electroquímica típica de la cela durant la descàrrega. Ya que les matèries primeres s'agoten, la disminució de voltage en comparació a la fase 2 aumenta significativament, per lo que el voltage de la cela cau en relativa rapidea. Este voltage definix el llímit inferior de descàrrega de la cela, generalment conegut com a voltage de brot o final (Us). Una descàrrega massa gran per baix del voltage de brot conta com una descàrrega exhaustiva i, per l'alta càrrega en el material de reacció actiu, pot conduir a una disminució de la capacitat i, per lo tant, a un envelliment més intens.