¿Qué es una batería de plomo-ácido?
Oct 31, 2022
https://youtu.be/kNGg0P7B5fI
La batería de plomo ácido es una batería recargable que utiliza plomo y ácido sulfúrico para desempeñar un papel. El plomo se sumerge en ácido sulfúrico para permitir reacciones químicas controladas.
Esta reacción química es la causa de la generación de energía de la batería. Luego se invierte la reacción para cargar la batería.
Materiales para baterías de plomo-ácido
Los principales materiales activos necesarios para la construcción de baterías de plomo-ácido son:
Peróxido de plomo (PbO2): material marrón oscuro, duro y quebradizo, formando una placa positiva.
Plomo esponja (Pb): El plomo puro bajo la condición de esponja blanda forma la placa negativa.
Ácido sulfúrico diluido (H2SO4): un ácido fuerte y buen electrolito. Está altamente ionizado y la mayor parte del calor liberado durante la dilución proviene de la hidratación de los iones de hidrógeno. Para baterías de plomo ácido con agua: ácido=3:1.
¿Cómo funcionan las baterías de plomo-ácido?
La batería de plomo-ácido está hecha de placa de electrodo de peróxido de plomo y placa de electrodo de esponja de plomo sumergida en ácido sulfúrico diluido. La corriente se conecta externamente entre estas placas. En ácido sulfúrico diluido, las moléculas de ácido se dividen en iones de hidrógeno positivos (H+) e iones de sulfato negativos (SO4 --). Cuando llega a la placa de PbO2, los iones de hidrógeno reciben electrones de allí y se convierten en átomos de hidrógeno, atacando nuevamente al PbO2 y formando PbO y H2O (agua). Este PbO reacciona con H2SO4 para formar PbSO4 y H2O (agua).
Los iones SO4 - (aniones) se mueven hacia el electrodo (ánodo) conectado al polo positivo de la fuente de alimentación de CC, donde ceden el exceso de electrones y se convierten en radicales libres SO4. Este radical SO4 no puede existir solo; Por tanto, reacciona con el PbSO4 del ánodo para generar peróxido de plomo (PbO2) y ácido sulfúrico (H2SO4).
Cuando la batería está cargada
La carga es un proceso de reacción electroquímica inversa. Convierte la energía eléctrica del cargador en energía química en la batería. Sin embargo, la batería no almacena energía. Retiene la energía química necesaria para generar electricidad.
Si el voltaje del cargador es más alto que el de la batería, el cargador de batería invertirá la corriente. El cargador genera demasiados electrones en la placa negativa y atrae iones de hidrógeno positivos. El hidrógeno reacciona con el sulfato de plomo para generar ácido sulfúrico y plomo. Cuando desaparece la mayor parte del sulfato, el hidrógeno asciende desde la placa negativa. El oxígeno en el agua reacciona con el sulfato de plomo en la placa positiva para que se convierta nuevamente en dióxido de plomo. Cuando la reacción está a punto de completarse, se elevan burbujas de oxígeno desde la placa positiva. Esto se llama sangrado.
Autodescarga
Una mala característica de las baterías de plomo-ácido es que se descargan solas, incluso cuando no se usan. La regla general es una tasa de autodescarga del uno por ciento por día. La velocidad aumenta a alta temperatura y disminuye a baja temperatura.
El cambio de electrolito en la batería de plomo-ácido después de cargar y descargar
Cuando la batería de plomo se descarga, el ácido sulfúrico del electrolito disminuye, el contenido de agua aumenta y la gravedad específica de la solución disminuye.
Cuando se carga la batería de plomo-ácido, el ácido sulfúrico en el electrolito aumenta continuamente, el agua disminuye gradualmente y la gravedad específica de la solución aumenta.
De hecho, el cambio de la gravedad específica del electrolito determina el estado de carga de la batería de plomo-ácido. Esta es la razón por la que es importante regar constantemente la batería para asegurarse de aprovecharla al máximo.
