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Materiales para las baterías y fuentes de energía.
1. Funcionamiento de la batería automotriz o de arranque de plomo acido

Cuando la batería está cargada, el electrodo positivo tiene un depósito de dióxido de plomo y el electrodo negativo de plomo. 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 deplomo. 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 electrolito está constituido por una disolución de ácido sulfúrico, cuya densidad ha disminuido aproximadamente desde 1,28 g/cm a 1,10 g/cm. Durante la carga, el pasode 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 con siguiente disminución del volumen 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 seforma ácido sulfúrico nuevamente y aumenta la densidad del electrolito.
Estas baterías automotrices Destinadas al arranque de automotores. Tienen que ser capaces de descargar el máximo de corriente posible en un corto espacio de tiempo manteniendo un alto voltaje. Tienen que ser capaces de aguantar muchas descargas incluso con cambios fuertes de temperatura. El peso, el diseño y la forma son tambiéncaracterísticas determinantes.
Para poder cumplir su tarea principal que es arrancar un motor, se necesita mucha energía en un periodo corto de tiempo. Las baterías de arranque tienen generalmente una baja resistencia interna.
Esto puede lograrse con una gran área de superficie de electrodo, un pequeño espacio entre placas y unas conexiones “heavy-duty” (resistentes a duros servicios) entreceldas.
Las baterías deben recargarse inmediatamente después de su utilización. Si se dejan descargadas, se disminuye la vida útil.
Cuando una batería está completamente cargada, si continúa recibiendo una corriente de intensidad elevada, se producirá un exceso de gases que escapará del electrolito produciendo un intenso burbujeo o gasificación. El fenómeno es perjudicial no sólo porque se producirá unafuerte corrosión en las rejillas positivas sino también porque la pérdida de agua hará que el nivel de electrolito descienda dejando parte de las placas sin recubrir, con el consiguiente riesgo de cortocircuito debido al resecamiento y desprendimiento de la materia activa. Por último, la gasificación excesiva arrastrará parte del electrolito, el que será expulsado a través de los tapones derespiración.
Si bien el proceso de carga de una batería deberá minimizar la gasificación, ésta si tiene un efecto positivo y es que evita la estratificación que se produce debido a los continuos ciclos de carga y descarga y que deriva finalmente en que el ácido tiende a concentrarse en el fondo de la batería, disminuyendo su capacidad. Nunca se deberá cargar una batería abierta sin antes comprobar quelas placas estén cubiertas totalmente con electrolito; siempre se deben verificar los niveles de líquido, antes y después de cargar. Por otro lado, sobrellenar con agua puede causar que el electrolito se diluya.
El proceso de descarga también tiene un límite pasado el cual la batería se deteriorará de forma importante. Si la condición de descarga profunda dura mucho tiempo, la batería podríadañarse irreversiblemente debido a la formación de cristales duros de mayor tamaño de sulfato de plomo que ya no pueden descomponerse en plomo o dióxido de plomo. Este efecto es lo que se conoce como sulfatación de la batería. El 80-85% de las fallas en las baterías de plomo ácido convencionales están relacionadas con este fenómeno.
Para disminuir la sulfatación y extender la vida útil de la...