Inventado polo médico francés Gastón Plantéen 1859, o chumbo ácido foi a primeira batería recargable para uso comercial.A pesar da súa avanzada idade, a química do chumbo segue sendo amplamente utilizada na actualidade.Hai boas razóns para a súa popularidade;O ácido de chumbo é fiable e barato cun custo por vatio base.Hai poucas outras baterías que ofrecen enerxía a granel de forma tan barata como o chumbo ácido, e isto fai que a batería sexa rendible para automóbiles, coches de golf, empilhadeiras, fontes de alimentación ininterrumpidas (UPS) e mariñas.
A estrutura da reixa da batería de chumbo ácido está feita dunha aliaxe de chumbo.O chumbo puro é demasiado brando e non se soporta, polo que se engaden pequenas cantidades doutros metais para obter a resistencia mecánica e mellorar as propiedades eléctricas.Os aditivos máis comúns son o antimonio, o calcio, o estaño e o selenio.Estas baterías coñécense a miúdo como "chumbo-antimonio" e "chumbo-calcio".
Engadir antimonio e estaño mellora o ciclo profundo, pero isto aumenta o consumo de auga e aumenta a necesidade deigualar.O calcio reduce a autodescarga, pero a placa positiva de chumbo-calcio ten o efecto secundario de crecer debido á oxidación da rede cando se sobrecarga.As baterías de chumbo-ácido modernas tamén fan uso de axentes dopantes como selenio, cadmio, estaño e arsénico para reducir o contido de antimonio e calcio.
O ácido de chumbo é pesado e é menos duradeiro que os sistemas baseados en níquel e litio cando se realiza un ciclo profundo.Unha descarga completa provoca tensión e cada ciclo de descarga/carga quítalle permanentemente á batería unha pequena cantidade de capacidade.Esta perda é pequena mentres a batería está en bo estado de funcionamento, pero o esvaecemento aumenta unha vez que o rendemento cae á metade da capacidade nominal.Esta característica de desgaste aplícase a todas as baterías en varios graos.
Dependendo da profundidade de descarga, o ácido de chumbo para aplicacións de ciclo profundo proporciona de 200 a 300 ciclos de descarga/carga.As razóns principais do seu ciclo de vida relativamente curto son a corrosión da reixa no electrodo positivo, o esgotamento do material activo e a expansión das placas positivas.Este fenómeno de envellecemento é acelerado a altas temperaturas de funcionamento e cando se extraen altas correntes de descarga.
Cargar unha batería de chumbo-ácido é sinxelo, pero hai que respectar os límites de tensión correctos.Escoller un límite de baixa tensión protexe a batería, pero isto produce un rendemento deficiente e provoca unha acumulación de sulfatación na placa negativa.Un límite de alta tensión mellora o rendemento pero forma corrosión da reixa na placa positiva.Aínda que a sulfatación pódese revertir se se repara a tempo, a corrosión é permanente.
O ácido de chumbo non se presta á carga rápida e coa maioría dos tipos, unha carga completa leva entre 14 e 16 horas.A batería debe almacenarse sempre en pleno estado de carga.A baixa carga provoca sulfatación, unha condición que lle quita o rendemento á batería.Engadir carbono ao electrodo negativo reduce este problema pero isto reduce a enerxía específica.
O chumbo ácido ten unha vida útil moderada, pero non está suxeito á memoria como o son os sistemas baseados en níquel, e a retención de carga é mellor entre as baterías recargables.Mentres que o NiCd perde aproximadamente o 40 por cento da enerxía almacenada en tres meses, o chumbo ácido descárgase a mesma cantidade nun ano.A batería de chumbo-ácido funciona ben a temperaturas frías e é superior ao de ión-litio cando funciona en condicións baixo cero.Segundo RWTH, Aquisgrán, Alemaña (2018), o custo do chumbo ácido inundado é duns 150 dólares por kWh, un dos máis baixos en baterías.
Hora de publicación: 13-novembro-2021