La primera bater\u00eda de plomo-\u00e1cido sellada, o sin mantenimiento, apareci\u00f3 a mediados de la d\u00e9cada de 1970. Los ingenieros argumentaron que el t\u00e9rmino \"plomo-\u00e1cido sellado\" era un t\u00e9rmino equivocado porque ninguna bater\u00eda de plomo-\u00e1cido puede ser totalmente sellada. Para controlar el venteo durante la carga estresante y la descarga r\u00e1pida, se han a\u00f1adido v\u00e1lvulas que liberan gases si se acumula presi\u00f3n. En lugar de sumergir las placas en un l\u00edquido, el electrolito se impregna en un separador humedecido, un dise\u00f1o que se asemeja a los sistemas basados en n\u00edquel y litio. Esto permite utilizar la bater\u00eda en cualquier orientaci\u00f3n f\u00edsica sin que se produzcan fugas.<\/p>\n\n\n\n
La bater\u00eda sellada contiene menos electrolito que la de tipo inundado, de ah\u00ed el t\u00e9rmino \"sin \u00e1cido\". Quiz\u00e1 la ventaja m\u00e1s significativa del plomo-\u00e1cido sellado sea la capacidad de combinar ox\u00edgeno e hidr\u00f3geno para crear agua y evitar que se seque durante los ciclos. La recombinaci\u00f3n se produce a una presi\u00f3n moderada de 0,14 bares (2 psi). La v\u00e1lvula sirve como ventilaci\u00f3n de seguridad si aumenta la acumulaci\u00f3n de gas. Debe evitarse el venteo repetido, ya que esto provocar\u00eda una eventual desecaci\u00f3n. Seg\u00fan RWTH, Aachen, Alemania (2018), el coste de VRLA es de aproximadamente $260 por kWh.<\/p>\n\n\n\n
Han surgido varios tipos de bater\u00edas de plomo-\u00e1cido selladas y las m\u00e1s comunes son las de gel, tambi\u00e9n conocidas como bater\u00edas de plomo-\u00e1cido reguladas por v\u00e1lvula (VRLA), y las de vidrio absorbente (AGM). La pila de gel contiene un gel de tipo s\u00edlice que suspende el electrolito en una pasta. Los packs m\u00e1s peque\u00f1os, con capacidades de hasta 30 Ah, suelen denominarse SLA (plomo-\u00e1cido sellado). Envasadas en un recipiente de pl\u00e1stico, estas bater\u00edas se utilizan para peque\u00f1os SAI, iluminaci\u00f3n de emergencia y sillas de ruedas. Por su bajo precio, servicio fiable y escaso mantenimiento, las SLA siguen siendo la opci\u00f3n preferida para la asistencia sanitaria en hospitales y residencias de ancianos. Las VRLA de mayor tama\u00f1o se utilizan como fuente de alimentaci\u00f3n de reserva para torres repetidoras de telefon\u00eda m\u00f3vil, centros de Internet, bancos, hospitales, aeropuertos y otros lugares.<\/p>\n\n\n\n
La AGM suspende el electrolito en una estera de vidrio especialmente dise\u00f1ada. Esto ofrece varias ventajas con respecto a los sistemas de plomo-\u00e1cido, como una carga m\u00e1s r\u00e1pida y corrientes de carga altas instant\u00e1neas bajo demanda. La AGM funciona mejor como bater\u00eda de gama media con capacidades de 30 a 100 Ah y es menos adecuada para grandes sistemas, como los SAI. Los usos t\u00edpicos son las bater\u00edas de arranque para motocicletas, la funci\u00f3n de arranque-parada para coches microh\u00edbridos, as\u00ed como para embarcaciones y veh\u00edculos recreativos que necesitan algunos ciclos.<\/p>\n\n\n\n
Con los ciclos y el paso del tiempo, la capacidad de las bater\u00edas AGM disminuye gradualmente; las de gel, en cambio, tienen una curva de rendimiento en forma de c\u00fapula y se mantienen en el rango de alto rendimiento durante m\u00e1s tiempo, pero caen repentinamente hacia el final de su vida \u00fatil. Las AGM son m\u00e1s caras que las inundadas, pero m\u00e1s baratas que las de gel. (Las de gel ser\u00edan demasiado caras para el uso de arranque\/parada en autom\u00f3viles).<\/p>\n\n\n\n
A diferencia de la bater\u00eda inundada, la bater\u00eda de plomo-\u00e1cido sellada est\u00e1 dise\u00f1ada con un bajo potencial de sobretensi\u00f3n para impedir que la bater\u00eda alcance su potencial de generaci\u00f3n de gas durante la carga. Un exceso de carga provoca la formaci\u00f3n de gases, la ventilaci\u00f3n y el subsiguiente agotamiento del agua y la desecaci\u00f3n. En consecuencia, las bater\u00edas de gel, y en parte tambi\u00e9n las AGM, no pueden cargarse a su m\u00e1ximo potencial y el l\u00edmite de tensi\u00f3n de carga debe fijarse por debajo del de una bater\u00eda inundada. Esto tambi\u00e9n se aplica a la carga de flotaci\u00f3n en carga completa. En lo que respecta a la carga, las bater\u00edas de gel y AGM no sustituyen directamente a las inundadas. Si no se dispone de un cargador designado para AGM con ajustes de tensi\u00f3n m\u00e1s bajos, desconecte el cargador despu\u00e9s de 24 horas de carga. Esto evita la formaci\u00f3n de gases debido a una tensi\u00f3n de flotaci\u00f3n demasiado alta. (V\u00e9ase BU-403: Carga de bater\u00edas de plomo-\u00e1cido)<\/p>\n\n\n\n
La temperatura \u00f3ptima de funcionamiento para una bater\u00eda VRLA es de 25\u00b0C (77\u00b0F); cada aumento de 8\u00b0C (15\u00b0F) por encima de este umbral de temperatura reduce la vida \u00fatil de la bater\u00eda a la mitad. (V\u00e9ase BU-806a: C\u00f3mo afectan el calor y la carga a la vida \u00fatil de la bater\u00eda) Las bater\u00edas de plomo-\u00e1cido tienen una capacidad nominal de descarga de 5 horas (0,2C) y 20 horas (0,05C). La bater\u00eda funciona mejor cuando se descarga lentamente; las lecturas de capacidad son sustancialmente m\u00e1s altas con una descarga m\u00e1s lenta que con la tasa de 1C. Sin embargo, el plomo-\u00e1cido puede suministrar altas corrientes de impulso de varios C si se hace durante s\u00f3lo unos segundos. Esto hace que el plomo-\u00e1cido sea muy adecuado como bater\u00eda de arranque, tambi\u00e9n conocida como arranque-ligero-encendido (SLI). El alto contenido de plomo y el \u00e1cido sulf\u00farico hacen que el \u00e1cido de plomo sea poco respetuoso con el medio ambiente.<\/p>\n\n\n\n
Las bater\u00edas de plomo-\u00e1cido se suelen clasificar en tres usos: Automoci\u00f3n (arranque o SLI), fuerza motriz (tracci\u00f3n o ciclo profundo) y estacionaria (SAI).<\/p>\n\n\n\n
Bater\u00edas de arranque<\/strong> Las bater\u00edas de arranque tienen una resistencia interna muy baja que se consigue a\u00f1adiendo placas adicionales para obtener la m\u00e1xima superficie (Figura 1). Las placas son finas y el plomo se aplica en forma de esponja con aspecto de espuma fina, lo que ampl\u00eda a\u00fan m\u00e1s la superficie. El grosor de las placas, que es importante para una bater\u00eda de ciclo profundo, lo es menos porque la descarga es corta y la bater\u00eda se recarga mientras se conduce; el \u00e9nfasis se pone en la potencia m\u00e1s que en la capacidad.<\/p>\n\n\n\n Bater\u00eda de arranque<\/p>\n\n\n Bater\u00eda de ciclo profundo<\/p>\n\n\n Existen bater\u00edas combinadas de arranque y ciclo profundo para camiones, autobuses, veh\u00edculos militares y de seguridad p\u00fablica, pero estas unidades son grandes y pesadas. Como simple orientaci\u00f3n, cuanto m\u00e1s pesada sea la bater\u00eda, m\u00e1s plomo contendr\u00e1 y m\u00e1s durar\u00e1. La Tabla 3 compara la vida \u00fatil t\u00edpica de las bater\u00edas de arranque y de ciclo profundo cuando se someten a ciclos profundos. La figura 4 ilustra las caracter\u00edsticas del plomo-\u00e1cido y del Li-ion. Ambas qu\u00edmicas tienen un comportamiento similar en el arranque en fr\u00edo. El plomo-\u00e1cido es ligeramente mejor en W\/kg, pero el Li-ion ofrece grandes mejoras en la vida del ciclo, mejor energ\u00eda espec\u00edfica en Wh\/kg y buena aceptaci\u00f3n de carga din\u00e1mica. Los puntos d\u00e9biles del Li-ion son su elevado coste por kWh, su complejo reciclado y un historial de seguridad menos brillante que el del plomo-\u00e1cido.<\/p>\n\n\n\n
La bater\u00eda de arranque est\u00e1 dise\u00f1ada para arrancar un motor con una carga moment\u00e1nea de alta potencia que dura aproximadamente un segundo. Por su tama\u00f1o, la bater\u00eda es capaz de suministrar una corriente elevada, pero no puede funcionar en ciclo profundo. Las bater\u00edas de arranque se clasifican con Ah o RS (capacidad de reserva) para indicar la capacidad de almacenamiento de energ\u00eda, as\u00ed como CCA (amperios de arranque en fr\u00edo) para indicar la corriente que puede suministrar una bater\u00eda a baja temperatura. La norma SAE J537 especifica 30 segundos de descarga a -18 \u00b0C (0 \u00b0F) con el amperaje CCA nominal sin que la tensi\u00f3n de la bater\u00eda caiga por debajo de 7,2 voltios. RC refleja el tiempo de funcionamiento en minutos a una descarga constante de 25. (SAE son las siglas de Society of Automotive Engineers.) V\u00e9ase tambi\u00e9n BU-902a: C\u00f3mo medir CCA.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/www.sunvoltbat.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/image-7.png\")
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Figura 1: Bater\u00eda de arranque.
La bater\u00eda de arranque tiene muchas placas finas en paralelo para conseguir una baja resistencia con una gran superficie.
La bater\u00eda de arranque no permite ciclos profundos. Cortes\u00eda de Cadex
Bater\u00eda de ciclo profundo
La bater\u00eda de ciclo profundo est\u00e1 fabricada para proporcionar energ\u00eda continua a sillas de ruedas, coches de golf, carretillas elevadoras y mucho m\u00e1s. Esta bater\u00eda se fabrica para ofrecer la m\u00e1xima capacidad y un n\u00famero de ciclos razonablemente alto. Esto se consigue haciendo que las placas de plomo sean gruesas (Figura 2). Aunque la bater\u00eda est\u00e1 dise\u00f1ada para funcionar en ciclos, las descargas completas provocan tensi\u00f3n y el n\u00famero de ciclos est\u00e1 relacionado con la profundidad de descarga (DoD). Las bater\u00edas de ciclo profundo se indican en Ah o minutos de autonom\u00eda. La capacidad se suele clasificar en descargas de 5 y 20 horas.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/www.sunvoltbat.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/image-8.png\")
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Figura 2: Bater\u00eda de ciclo profundo.
La bater\u00eda de ciclo profundo tiene placas gruesas para mejorar la capacidad de ciclado.
La bater\u00eda de ciclo profundo suele permitir unos 300 ciclos. Cortes\u00eda de Cadex
Una bater\u00eda de arranque no puede cambiarse por una de ciclo profundo ni viceversa. Aunque una persona mayor con inventiva puede tener la tentaci\u00f3n de instalar una bater\u00eda de arranque en lugar de una de ciclo profundo, m\u00e1s cara, en su silla de ruedas para ahorrar dinero, la bater\u00eda de arranque no durar\u00eda porque las finas placas esponjosas se disolver\u00edan r\u00e1pidamente con los repetidos ciclos profundos.<\/p>\n\n\n\n
Una descarga de 100% se refiere a una descarga completa; 50% es la mitad y 30% es una descarga moderada con 70% restantes.
\u00bfPlomo \u00e1cido o Li-ion en su coche?
Desde que Cadillac introdujo el motor de arranque en 1912, las bater\u00edas de plomo-\u00e1cido fueron las preferidas. Thomas Edison intent\u00f3 sustituir el plomo-\u00e1cido por el n\u00edquel-hierro (NiFe), pero el plomo-\u00e1cido prevaleci\u00f3 por su naturaleza robusta e indulgente, as\u00ed como por su bajo coste. Ahora, el \u00e1cido de plomo que sirve como bater\u00eda de arranque en los veh\u00edculos est\u00e1 siendo desafiado por el Li-ion.<\/p>\n\n\n\n