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Introducción

Una batería o acumulador eléctrico es un dispositivo electroquímico que permite almacenar energía en forma química mediante el proceso de carga, y liberarla como energía eléctrica, durante la descarga, mediante reacciones químicas reversibles cuando se conecta con un circuito de consumo externo. Todas las baterías son similares en su construcción y están formadas por un número deceldas compuestas de electrodos positivos y negativos, separadores y de electrolito. El tamaño, el diseño interno y los materiales utilizados controlan la cantidad de energía disponible de cada celda.
El tipo de acumulador más usado en la actualidad, dado su bajo costo, es la batería de plomo ácido. En ella, los dos electrodos están hechos de plomo y el electrolito es una solución de agua destiladay ácido sulfúrico.

Componentes de la batería de plomo ácido

• Electrolito: Solución diluida de ácido sulfúrico en agua (33,5% aproximadamente) que puede encontrarse en tres estados: líquido, gelificado o absorbido.
• Placas o electrodos: Estas se componen de la materia activa y la rejilla. La materia activa que rellena las rejillas de las placas positivas es dióxido de plomo, en tanto lamateria activa de las placas negativas es plomo esponjoso.
• Rejillas: La rejilla es el elemento estructural que soporta la materia activa. Su construcción es a base de una aleación de plomo con algún agente endurecedor como el antimonio o el calcio. Otros metales como el arsénico, el estaño, el selenio y la plata son también utilizados en pequeñas cantidades en las aleaciones.
• Separadores: Losseparadores son elementos de material micro poroso que se colocan entre las placas de polaridad opuesta para evitar un corto circuito.
Entre los materiales utilizados en los separadores tipo hoja se encuentran los de fibra de vidrio y los de PVC.
• Carcasa: Es fabricada generalmente de PP y en algunos casos de ebonita (caucho
endurecido)
• Conectores: Piezas destinadas a conectar eléctricamente loselementos internos de una batería; están hechos con aleaciones de plomo-antimonio o plomo-cobre.
• Terminales: Bornes o postes de la batería a los cuales se conecta el circuito externo. Generalmente las terminales se fabrican con aleaciones de plomo.



Funcionamiento de la batería

Cuando la batería está cargada, el electrodo positivo tiene un depósito de dióxido de plomo y el electrodo negativo deplomo. En la descarga se produce la disociación del ácido sulfúrico de manera que el dióxido de plomo y el plomo se transforman gradualmente en sulfato de plomo. También se forma agua, con lo cual el electrolito va disminuyendo su densidad y quedando menos ácido. De esta manera, cuando el acumulador está descargado, la masa activa de las placas es en gran parte sulfato de plomo y el electrolitoestá constituido por una disolución de ácido sulfúrico, cuya densidad ha disminuido aproximadamente desde 1,28 g/
cm3 a 1,10 g/cm3 4.
Durante la carga, el paso de la corriente hace que en las placas se produzca
la disociación del sulfato de plomo, mientras que en el electrolito se produce la
electrólisis del agua conduciendo a la liberación de hidrógeno y oxígeno, y la consiguiente
disminución delvolumen de agua. En esta situación el sulfato de plomo de la placa positiva se transforma en dióxido de plomo y el de la placa negativa en plomo; además se forma ácido sulfúrico nuevamente y aumenta la densidad del electrolito.



Proceso de fabricación

Fabricación del óxido: existen dos métodos de fabricar óxido de plomo a partir de lingotes (masas de plomo obtenidas en hornos de fundición):la vasija de Barton y el proceso de trituración. En el primero, se hace pasar aire sobre el plomo fundido para producir una fina corriente de gotitas de plomo. Estas reaccionan con el oxígeno del aire y forman el óxido, que consta de un núcleo de plomo revestido de óxido de plomo (PbO). En el proceso de trituración, se introduce el plomo sólido (cuyo tamaño varía de pequeñas bolitas hasta...