Tipos de acumuladores recargables por su naturaleza interna

Tipos de acumuladores recargables por su naturaleza interna
Por lo que a su naturaleza interna se refiere, características eléctroquímicas, se encuentran habitualmente en el comercio acumuladores recargables de los tipos que se detallan a continuación.
Baterías de plomo-ácido
Artículo principal: Batería de plomo y ácido


Batería de ebonita con terminales expuestos.
Está constituida por doselectrodos de plomo, de manera que, cuando el aparato está descargado, se encuentra en forma de sulfato de plomo (II) (PbSO4) incrustado en una matriz de plomo metálico en el elemento metálico (Pb); el electrólito es una disolución de ácido sulfúrico.
Su funcionamiento es el siguiente:
Carga
Durante el proceso de carga inicial, el sulfato de plomo (II) pierde electrones o se reduce a plomo metal en elpolo negativo (cátodo), mientras que en el ánodo se forma óxido de plomo (IV) (PbO2). Por lo tanto, se trata de un proceso de dismutación. No se libera hidrógeno, ya que la reducción de los protones a hidrógeno elemental está cinéticamente impedida en la superficie de plomo, característica favorable que se refuerza incorporando a los electrodos pequeñas cantidades de plata. El desprendimiento dehidrógeno provocaría la lenta degradación del electrodo, ayudando a que se desmoronasen mecánicamente partes del mismo, alteraciones irreversibles que acortarían la duración del acumulador.
Descarga
Durante la descarga se invierten los procesos de la carga. El óxido de plomo (IV), que ahora funciona como cátodo, se reduce a sulfato de plomo (II), mientras que el plomo elemental se oxida en elánodo para dar igualmente sulfato de plomo (II). Los electrones intercambiados se aprovechan en forma de corriente eléctrica por un circuito externo. Se trata, por lo tanto, de una conmutación. Los procesos elementales que trascurren son los siguientes:
PbO2 + 2 H2SO4 + 2 e– → 2 H2O + PbSO4 + SO42–
Pb + SO42– → PbSO4 + 2 e–
En la descarga baja la concentración del ácido sulfúrico, porque se creasulfato de plomo (II) y aumenta la cantidad de agua liberada en la reacción. Como el ácido sulfúrico concentrado tiene una densidad superior a la del ácido sulfúrico diluido, la densidad del ácido puede servir de indicador para el estado de carga del dispositivo.
Ciclos y vida
No obstante, este proceso no se puede repetir indefinidamente, porque, cuando el sulfato de plomo (II) forma cristales, ya noresponden bien a los procesos indicados, con lo que se pierde la característica esencial de la reversibilidad. Se dice entonces que la batería se ha «sulfatado» y es necesario sustituirla por otra nueva. Las baterías de este tipo que se venden actualmente utilizan un electrolito en pasta, que no se evapora y hace mucho más segura y cómoda su utilización.
Ventajas
Bajo costo.
Fácil fabricación.Desventajas
No admiten sobrecargas ni descargas profundas, viendo seriamente disminuida su vida útil.
Altamente contaminantes.
Baja densidad de energía: 30 Wh/kg.
Peso excesivo, al estar compuesta principalmente de plomo; por esta razón su uso en automóviles eléctricos se considera poco lógico por los técnicos electrónicos con experiencia. Su uso se restringe por esta razón.
Características
Voltajeproporcionado: 2 V/elemento.
Cuando varias celdas se agrupan para formar una batería comercial, reciben el nombre de vasos, que se conectan en serie para proporcionar un mayor voltaje. Dichos vasos se contienen dentro de una caja de polipropileno copolímero de alta densidad con compartimientos estancos para cada celda. La tensión suministrada por una batería de este tipo se encuentra normalizada en12 voltios si posee 6 elementos o vasos para vehículos ligeros y 24 Voltios para vehículos pesados con 12 vasos. En algunos vehículos comerciales y agrícolas antiguos todavía se utilizan baterías de 6 voltios, de 3 elementos o vasos.
Densidad de energía: 30 Wh/kg.
Usos
Este tipo de acumulador se sigue usando aún en muchas aplicaciones: en los automóviles, para el arranque, sistemas fotovoltaicos...