Fundamentos de la Batería Eléctrica: Composición, Procesos Químicos y Características Técnicas

Introducción a la Batería Eléctrica

Una batería es un componente eléctrico cuya función principal es almacenar la corriente continua (CC) que recibe. Transforma la energía eléctrica en energía electroquímica, y viceversa, permitiendo utilizar la energía almacenada cuando se requiera.

Componentes y Constitución de la Batería

La estructura de una batería se compone de varios elementos clave:

Partes Estructurales

• Monobloque: Es la forma de caja que contiene la batería. Consta de tres o seis celdas independientes. En su parte inferior tiene apoyos diseñados para que descansen los elementos y se eviten cortocircuitos. Generalmente está fabricado de polipropileno.
• Tapa: Cierra la caja por su parte superior, también de polipropileno. Posee orificios (a menudo en forma de torreta) destinados a la salida de gases y por donde se introduce el agua destilada. También aloja los dos bornes (terminales).

Elementos Activos y Químicos

• Placas: Pueden ser negativas o positivas, compuestas por una rejilla en forma radial. Las placas positivas se fabrican de plomo y bajo contenido de antimonio; las placas negativas, de plomo y antimonio.
• Separadores: Su misión es impedir el contacto entre placas de distinta polaridad, evitando cortocircuitos. Están hechos de material poroso como plástico poroso o caucho.
• Elementos: Constituidos por un conjunto de placas unidas por conectores (dos tipos: positivo y negativo). Los elementos de un vaso se conectan en serie con los elementos del vaso contiguo.
• Electrolito: Compuesto por un 36% de ácido sulfúrico y un 64% de agua destilada cuando la batería está totalmente cargada. La densidad del electrolito disminuye cuando la batería se descarga.

Procesos de Carga y Descarga

Descarga

Durante la descarga, el ácido sulfúrico reacciona con las placas. Se forma sulfato de plomo alrededor de la placa positiva, liberando oxígeno e hidrógeno y cediendo electrones. En la placa negativa, el plomo reacciona con el ácido formando también sulfato de plomo, se libera hidrógeno y se ceden electrones. Como resultado de estas reacciones, la densidad del electrolito baja.

Carga

Al conectar un generador de corriente en paralelo con la batería, se establece una corriente en sentido contrario, invirtiendo el proceso de descarga. El sulfato de plomo reacciona, cediendo ácido al electrolito, lo que provoca que la densidad del electrolito aumente hasta alcanzar su nivel óptimo.

Características Eléctricas Fundamentales

Las principales características eléctricas que definen el rendimiento de una batería son:

• Capacidad (Ah): Es la cantidad de electricidad que es capaz de suministrar la batería, medida desde el estado de plena carga hasta quedar completamente descargada.
• Tensión o Fuerza Electromotriz (FEM): La tensión medida entre los bornes es función de la Fuerza Electromotriz (FEM) que la batería es capaz de entregar al circuito exterior en un momento determinado.
• Tensión Nominal: Es el valor de tensión indicado por el fabricante en la placa de características.
• Tensión en Vacío: Tensión medida en los bornes con un voltímetro, sin que la batería esté conectada al circuito exterior.
• Tensión Eficaz: Tensión medida en los bornes una vez que la batería está conectada al circuito exterior y sometida a descarga.
• Intensidad (Norma EN): Cantidad de corriente que puede entregar una batería sometida a una gran descarga constante, según los estándares de la Norma Europea (EN).
• Rendimiento: Relación entre los amperios-hora suministrados por la batería a un circuito exterior (hasta quedar totalmente descargada) y los amperios-hora consumidos para cargarla totalmente.

Tecnología Específica: Baterías de Gel

Las baterías de gel ofrecen una resistencia superior a las vibraciones gracias a que el electrolito está ligado en gel. Los electrodos están firmemente asentados en un gel multicomponente. Esta configuración garantiza una excelente resistencia de los ciclos en las diferentes situaciones de carga y descarga, además de proporcionar una mejor protección contra las fugas.