¿Qué significa batería AGM?
¿Qué significa Batería AGM? En primer lugar, sepamos qué significan las siglas AGM. Forma completa de la batería AGM: Es la abreviatura del término Absorbent Glass Mat, una hoja blanca frágil, muy porosa y parecida al papel, cortada en rollos, hecha de finas fibras porosas de vidrio de borosilicato y utilizada como separador de baterías es un tipo de batería de plomo-ácido llamada batería AGM batería de plomo regulada por válvula (VRLAB). En pocas palabras, es un separador de batería poroso. Una batería montada con un separador AGM se llama batería AGM.
Separador de baterías AGM
Aplicaciones de las baterías AGM
La batería VRLA AGM se utiliza para todas las aplicaciones en las que se requiere un funcionamiento sin derrames ni humos. Esta batería está disponible en todos los tamaños, desde 0,8 Ah (12 V) hasta cientos de Ah, en configuraciones de 2 V a 12 V. Se puede ofrecer cualquier valor de tensión mediante una combinación de células/baterías de 2 V o 4 V o 6 V o 12 V. Se utilizan en diversas aplicaciones, como aplicaciones solares fotovoltaicas (SPV), sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI), dispositivos de comunicación, sistemas de iluminación de emergencia, robots, dispositivos de control industrial, dispositivos de automatización industrial, equipos de extinción de incendios, televisión de acceso comunitario (CATV), dispositivos de comunicación óptica, estaciones base de sistemas de telefonía personal (PHS), estaciones base de microcélulas, sistemas de prevención de catástrofes y delitos, etc.
Batería AGM vs inundada
Las baterías inundadas mal mantenidas no pueden ofrecer la vida útil esperada.
La inundación convencional de las baterías de plomo-ácido requiere que se sigan algunos procedimientos de mantenimiento. Lo son:
- Mantener la parte superior de la batería limpia y seca, libre de polvo y gotas de ácido.
- Mantener el nivel del electrolito (en el caso de una batería inundada) en el nivel adecuado rellenando con agua aprobada.
Esta disminución del nivel de electrolito se debe a la electrólisis (descomposición mediante el uso de la electricidad) del agua que se produce hacia el final de la recarga, cuando una parte del agua del ácido diluido se disocia en forma de hidrógeno y oxígeno según la siguiente reacción y se expulsa a la atmósfera estequiométricamente:
2H2O →2H2 ↑ + O2 ↑
La batería de plomo-ácido contiene ácido sulfúrico diluido como electrolito y los terminales de una batería convencional y las partes externas como el contenedor, los conectores intercelulares, las cubiertas, etc. reciben algún tipo de rociado de ácido y también se cubren de polvo. Los terminales deben mantenerse limpios pasando un paño húmedo y también aplicando vaselina blanca periódicamente para que no se produzca corrosión entre los terminales y el cable conectado a ellos.
El producto de la corrosión es de color azulado debido a la formación de sulfato de cobre procedente de los terminales de latón. Si los conectores son de acero, el producto de la corrosión tendrá un color azul verdoso, debido al sulfato ferroso. Si el producto es de color blanco, puede deberse al sulfato de plomo (debido a la sulfatación) o a que los conectores de aluminio están corroídos.
Además, de la batería salen gases cargados de ácido mientras se está cargando. Este humo afectará a los equipos circundantes, así como a la atmósfera.
El consumidor piensa que esto es un procedimiento engorroso y quiere una batería, libre de ese trabajo de mantenimiento. Los científicos e ingenieros empezaron a pensar en esta línea y la búsqueda de métodos para evitar estos procedimientos se retomó a finales de los años 60. Sólo a finales de la década de 1960, se realizaron comercialmente las verdaderas baterías «sin mantenimiento». Las pilas selladas de níquel-cadmio fueron las precursoras del VRLAB.
Los trabajos de I+D sobre pequeñas pilas cilíndricas de plomo-ácido con electrodos enrollados en espiral se iniciaron en 1967 en los laboratorios de Gates Corporation, en Estados Unidos, por John Devitt. En 1968, Donald H. McClelland se unió a él. Cuatro años más tarde, en 1971, los productos resultantes se pusieron a la venta: una célula de tamaño equivalente a la célula D de dióxido de manganeso convencional y otra con el doble de capacidad fueron ofrecidas comercialmente por Gates Energy Products Denver, CO, USA. [J. Devitt, J Power Sources 64 (1997) 153-156]. Donald. H. McClelland y John L. Devitt de Gates Corporation, EE.UU., describieron por primera vez una batería comercial sellada de plomo-ácido basada en el principio del ciclo de oxígeno [D.H. McClelland y J. L. Devitt US Pat. 3862861 (1975)].
Simultáneamente se desarrollaron dos tecnologías, una basada en el electrolito gelificado (GE) y la otra en el AGM, la primera en Alemania y la segunda en Estados Unidos, Japón y Europa.
Para empezar, las baterías de plomo-ácido reguladas por válvulas se llamaban baterías «sin mantenimiento», baterías sin electrolito, baterías selladas, etc. Debido a los numerosos litigios entre los consumidores y los fabricantes en relación con el uso del término «sin mantenimiento», el término «regulado por válvula», utilizado actualmente, fue ampliamente aceptado. Dado que la batería de RV tiene válvulas de liberación de presión de un solo sentido, también se desaconseja el uso del término «sellado».
¿Cuál es la diferencia entre una batería AGM y una batería estándar?
Una batería AGM y una batería normal o estándar utilizan un tipo de placas similar, en su mayoría, placas planas. Esta es la única similitud. Algunas baterías inundadas también utilizan placas tubulares.
Una batería estándar o convencional o inundada es totalmente diferente de la batería AGM en el sentido de que esta última no tiene electrolito líquido libre, donde el nivel de electrolito tiene que mantenerse añadiendo periódicamente agua aprobada para compensar la pérdida de agua debido a la electrólisis. Por otro lado, en la batería AGM, que es una batería de plomo-ácido regulada por válvula (VRLA), no existe este requisito, Las reacciones únicas que se producen en las celdas VR se encargan de la pérdida siguiendo lo que se denomina un «ciclo de oxígeno interno». Esta es la principal diferencia.
Para el funcionamiento del ciclo de oxígeno, la batería AGM dispone de una válvula de descarga de un solo sentido. La tapa de goma especial cubre un tubo de escape cilíndrico. Cuando la presión interna de la batería alcanza el límite, la válvula se levanta (se abre) para liberar los gases acumulados y, antes de alcanzar la presión atmosférica, la válvula se cierra y permanece así hasta que la presión interna vuelve a superar la presión de ventilación. La función de esta válvula es múltiple. (i) Para evitar la entrada accidental de aire no deseado de la atmósfera; esto da lugar a la descarga de NAM. (ii) Para el transporte efectivo, asistido por presión, del oxígeno de la PAM a la NAM, y (iii) para proteger la batería de una explosión inesperada; ésta puede ser causada por una carga abusiva.
En la batería AGM, todo el electrolito se mantiene sólo en las placas y el separador AGM. Por lo tanto, no hay posibilidad de que se derrame el electrolito corrosivo, el ácido sulfúrico diluido. Por esta razón, la batería AGM puede funcionar en cualquier lado, excepto, boca abajo. Pero la batería inundada sólo puede utilizarse en posición vertical. Durante el trasiego de las baterías VRLA, la operación de tomar las lecturas de tensión se hace más fácil en el caso de las baterías de alta tensión y alta capacidad.
Durante el funcionamiento normal del VRLAB, la emisión de gases es insignificante o nula. Así que es «fácil de usar». Por ello, la batería AGM puede integrarse en los equipos electrónicos. Un buen ejemplo es el SAI del ordenador personal, que normalmente utiliza una batería VRLA de 12V y 7Ah. Por esta razón, los requisitos de ventilación de las baterías VRLA AGM son sólo el 25% de los necesarios para las baterías inundadas.
En comparación con las baterías VR gelificadas o AGM VR, la versión inundada sufre el fenómeno de la estratificación del electrolito. Es insignificante en las baterías gelificadas y en el caso de la batería AGM no es tan grave como en las baterías inundadas. Gracias a ello, se elimina o se reduce la utilización no uniforme de los materiales activos, lo que prolonga la vida útil de las baterías.
El proceso de fabricación de la batería AGM implica la compresión efectiva de los elementos de la celda para suprimir el aumento de la resistencia durante la vida útil de la batería. Un efecto concomitante es la disminución de la tasa de caída de la capacidad durante el ciclo/vida. Esto se debe a que se evita el desprendimiento debido a los efectos de la compresión.
Las baterías VRLA son baterías listas para usar. Es muy fácil de instalar y evita el engorroso y lento llenado inicial y la carga inicial, lo que minimiza el tiempo necesario para la instalación.
En la fabricación de las baterías VRLA se emplean materiales muy puros. Debido a este aspecto y al uso del separador AGM, la pérdida por autodescarga es muy baja. Por ejemplo, la pérdida es inferior al 0,1% por día en el caso de la batería AGM, mientras que es del 0,7 al 1,0% por día para las celdas inundadas. Por lo tanto, la batería AGM puede almacenarse durante períodos más largos sin refrescar la carga. Dependiendo de la temperatura ambiente, la batería AGM puede almacenarse sin carga hasta 6 meses (de 20ºC a 40ºC), 9 meses (de 20ºC a 30ºC) y 1 año si es inferior a 20ºC. [panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive March 2017 p 18]
Adaptado de la referencia Furukawa
| Temperatura de almacenamiento (ºC) | Inundado | Inundado | Inundado | VRLA | VRLA | VRLA |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Periodo de almacenamiento (meses) | Retención de la capacidad (porcentaje) | Pérdida de capacidad (porcentaje) | Periodo de almacenamiento (meses) | Retención de la capacidad (porcentaje) | Pérdida de capacidad (porcentaje) | |
| 40 | - | - | - | 6 | 40 | 60 |
| 40 | 3 | 35 | 65 | 3 | 70 | 30 |
| 40 | 2 | 50 | 50 | 2 | 80 | 20 |
| 40 | 1 | 75 | 25 | 1 | 90 | 10 |
| 25 | - | - | - | 13 | 60 | 40 |
| 25 | 6 | 55 | 45 | 6 | 82 | 18 |
| 25 | 5 | 60 | 40 | 5 | 85 | 15 |
| 25 | 4 | 70 | 30 | 4 | 88 | 12 |
| 25 | 3 | 75 | 25 | 3 | 90 | 10 |
| 25 | 1 | 90 | 10 | 1 | 97 | 3 |
| 10 | - | - | - | 12 | 85 | 15 |
| 10 | - | - | - | 9 | 90 | 10 |
Un dato curioso: el diseño de las baterías AGM
La batería AGM puede diseñarse para sobrevivir a una prueba de cortocircuito de 30 días y, tras la recarga, tiene prácticamente la misma capacidad que antes de la prueba. Rand p. 436 Wagner
¿Es una batería AGM lo mismo que una batería de gel?
Aunque estos dos tipos pertenecen al tipo de baterías reguladas por válvula (VR), la principal diferencia entre estos dos tipos es el electrolito. El AGM se utiliza como separador en la batería AGM, en la que todo el electrolito está contenido en los poros de las placas y en los poros del separador AGM altamente poroso. El rango de porosidad típico para un separador AGM es del 90-95%. No se utiliza ningún separador adicional. Durante el llenado del electrolito y el procesamiento posterior, se tiene cuidado de que la AGM no se sature con el electrolito y que haya al menos un 5 % de huecos sin rellenar con el ácido. Esto es para facilitar el funcionamiento del ciclo de oxígeno.
Batería AGM vs Gel
El oxígeno es transportado desde la placa positiva a través del separador hasta la placa negativa durante la carga. Este transporte sólo puede producirse eficazmente si el separador no está totalmente saturado. Se prefiere un nivel de saturación del 95% o menos. (POROSIDAD: Es la relación en el porcentaje del volumen de los poros en AGM al volumen total del material, incluyendo los poros).
Pero en la batería de electrolito gelificado, el electrolito se mezcla con polvo de sílice pirogenado para inmovilizarlo, de modo que la batería de gel se convierte en no derramable. El separador es de cloruro de polivinilo (PVC) o de tipo celulósico. Aquí el gas oxígeno se difunde a través de las fisuras y grietas de la matriz del gel. Una batería de gel puede construirse con placas de tipo pegado o de tipo tubular. Ambos tipos de baterías de gel tienen una válvula de descarga unidireccional y funcionan según el principio del «ciclo de oxígeno interno».
En ambos tipos de baterías VRLA se deja un espacio vacío suficiente que permite un rápido transporte de oxígeno a través de la fase gaseosa. Sólo una fina capa húmeda en la superficie del electrodo negativo tiene que ser permeada por el oxígeno disuelto, y la eficiencia del ciclo de oxígeno interno se acerca al 100%. Cuando una batería se satura inicialmente con el electrolito, se dificulta el transporte rápido de oxígeno, lo que se traduce en una mayor pérdida de agua. En el ciclo, una célula «húmeda» de este tipo produce un ciclo de oxígeno interno eficiente.
Para la mayoría de las aplicaciones, las diferencias entre los dos tipos de baterías VRLA son marginales. Cuando se comparan baterías del mismo tamaño y diseño, la resistencia interna de la batería de gel es ligeramente superior, debido principalmente al separador convencional. Las baterías AGM tienen una menor resistencia interna, por lo que son preferibles para aplicaciones de alta carga. [D. Berndt, J Power Sources 95 (2001) 2]
En cambio, en una batería de gel, el ácido está más fuertemente ligado y, por tanto, la influencia de la gravedad es casi despreciable. Por lo tanto, las baterías de gel no muestran una estratificación del ácido. En general, son superiores en aplicaciones cíclicas, y las pilas de gel altas pueden funcionar también en posición vertical, mientras que con las baterías AGM altas se suele recomendar el funcionamiento en posición horizontal para limitar la altura del separador a unos 30 cm.
En el electrolito gelificado, la mayor parte del oxígeno debe rodear el separador. El separador polimérico actúa como barrera para el transporte de oxígeno y reduce la velocidad de transporte. Esta es una de las razones por las que la tasa máxima del ciclo de oxígeno interno es menor en la batería de gel.
Otra razón puede ser que una determinada parte de la superficie quede enmascarada por el gel. Las cifras aproximadas de esta tasa máxima son 10 A/100 Ah en la batería AGM y 1,5A/100Ah en la batería de gel. Una corriente de carga que supere este máximo hace que el gas se escape como en una batería ventilada. Pero esta limitación normalmente no influye en el comportamiento de carga o flotación, ya que las baterías de plomo-ácido de RV se cargan a una tensión constante, y las tasas de sobrecarga son muy inferiores, 1A/100 Ah, incluso a 2,4V por celda. La tasa máxima más limitada del ciclo de oxígeno interno en las baterías de gel ofrece incluso la ventaja de que las baterías de gel son menos sensibles al desbordamiento térmico cuando se sobrecargan a una tensión demasiado alta.
Las baterías de gel son más resistentes a la tendencia de embalamiento térmico que las celdas AGM. En un experimento con una batería similar de gel y AGM (6V/68Ah), Rusch y sus colaboradores informaron de los siguientes resultados[https://www.baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Understanding-The-Real-Differences-Between-Gel-AGM-Batteries-Rusch-2007.pdf]. Después de envejecer artificialmente las baterías mediante una sobrecarga para que perdieran el 10 % de su contenido de agua, se sometió a las celdas a una mayor evolución del calor mediante la carga a 2,6 voltios por celda en un espacio restringido. La batería de gel tenía una corriente equivalente de 1,5-2,0 A, mientras que la batería AGM tenía una corriente equivalente de 8-10 A (una evolución térmica seis veces mayor).
La temperatura de la batería AGM fue de 100ºC, mientras que la de la versión de gel se mantuvo por debajo de los 50ºC. Por lo tanto, la tensión de flotación de las baterías de gel puede mantenerse a un nivel superior hasta los 50ºC sin peligro de desbordamiento térmico. Esto también mantendrá la placa negativa en buena carga a temperaturas más altas.
La batería AGM utiliza placas generalmente de una altura máxima de 30 a 40 cm. Si se emplean placas más altas, la batería AGM se utilizará en sus laterales. Pero en una batería de gel, no existen estas restricciones de altura. Ya se utilizan celdas de gel submarinas con una altura de placa de 1000 mm (1 metro).
La batería AGM es la preferida para aplicaciones de alta corriente y corta duración. El coste de fabricación de la batería AGM es mayor para la capacidad de alta tasa que la batería de gel regulada por válvula. Sin embargo, las células de gel son eminentemente adecuadas para tiempos de descarga más largos y dan más potencia por unidad de moneda.
El diseño de placa plana VRLA (OGiV) tiene las mismas características que el diseño de placa plana inundada. Son preferibles para tiempos de puente cortos.
A la velocidad de 10 minutos, la potencia por coste de fabricación es un 30% mayor que la del diseño tubular de gel VRLA (OPzV), mientras que a tiempos de descarga más largos (por encima de 30 minutos) el diseño tubular de gel VR OPzV da más potencia por $. A la velocidad de 3h, el OPzV da un 15% más de potencia por $. En la región de 3 h a 10 h, la OPzS tubular inundada da entre un 10 y un 20% más de potencia por $ que la batería OPzV, mientras que en la importante región entre 30 min y 100 min, la OPzS tubular inundada da la misma potencia por $ que la OPzV tubular de gel VRLA.
¿Qué es el "ciclo de oxígeno interno" en la batería AGM?
En una célula inundada, los gases que se desprenden durante una sobrecarga se expulsan a la atmósfera. Pero en una batería regulada por válvula, la evolución del gas es insignificante debido a ciertas reacciones que se producen en ambas placas. Durante la sobrecarga de una célula VR, el oxígeno desprendido de la placa positiva pasa a través de los poros insaturados de la AGM (o de las grietas del electrolito gelificado) y llega a las placas negativas y se combina con el plomo de la placa negativa para formar óxido de plomo. El óxido de plomo tiene una gran afinidad por el ácido sulfúrico, por lo que se convierte inmediatamente en plomo
Durante la fabricación de las celdas VRLA, el ácido se rellena según la cantidad calculada.
Una vez finalizado el proceso de formación, el exceso de electrolito (si lo hay) se elimina de las células mediante un proceso de ciclado. Al principio del ciclo (cuando las células están llenas en más de un 96% de poros), el ciclo de oxígeno funciona con una baja eficiencia, lo que conduce a la pérdida de agua. Cuando el nivel de saturación del electrolito cae por debajo del 96%, la eficiencia del ciclo de oxígeno aumenta, por lo que se reduce la pérdida de agua.
El gas oxígeno y los iones H+ producidos durante la carga de una batería VR (Reacción A) se hace pasar a través de los poros no saturados disponibles en el separador AGM o a través de grietas y fisuras en la estructura del electrolito gelificado y llega a la placa negativa donde se combina con el plomo activo para formar PbO, que se convierte en PbSO4. En este proceso también se forma agua (Reacción B) junto con una cierta generación de calor.
(En una batería de plomo-ácido inundada, esta difusión de gases es un proceso lento, y todo el H2 y el O2 son expulsados. Una parte de la corriente de carga se destina a la reacción de carga útil, mientras que una pequeña parte de la corriente se utiliza en las reacciones del ciclo de oxígeno. El resultado neto es que el agua, en lugar de ser liberada de la célula, se somete a un ciclo electroquímico para absorber el exceso de corriente de sobrecarga más allá de la utilizada para las reacciones de carga).
El PbSO4 se convierte en Pb y H2SO4 ( Reacción C) por vía electroquímica al reaccionar con los iones de hidrógeno resultantes de la descomposición del agua en las placas positivas cuando se cargan.
Las reacciones son las siguientes:
En la placa positiva:
2H2O → 4H+ + O2 ↑ + 4e- (A)
En la placa negativa:
2Pb + O2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O +Calor (B)
2PbSO4 + 4H+ + 4e- → 2Pb + 2 H2SO4 (C)
El agua producida se difunde a través del separador hacia las placas positivas, restituyendo así el agua descompuesta por la electrólisis.
Los procesos anteriores forman el ciclo del oxígeno. Este último reduce sustancialmente la pérdida de agua durante la carga y la sobrecarga de la batería, por lo que no necesita mantenimiento.
En los primeros días de desarrollo de las baterías VRLA, se pensó que era esencial que la batería VRLA tuviera una eficiencia de recombinación de oxígeno del 100%, suponiendo que esto garantizaría que no se vaciara ningún gas a la atmósfera exterior, de modo que se minimizara la pérdida de agua. Sin embargo, en los últimos años se ha puesto de manifiesto que el 100% de la recombinación de oxígeno puede no ser deseable, ya que esto puede conducir a la degradación de la placa negativa. Las reacciones secundarias de evolución del hidrógeno y corrosión de la red son muy importantes en la batería de plomo-ácido y pueden tener un impacto significativo en el comportamiento de las celdas VRLA.
Los ritmos de las dos reacciones deben estar equilibrados, ya que, de lo contrario, uno de los electrodos -generalmente el negativo- podría no cargarse completamente. El electrodo negativo puede autodescargarse al potencial reversible y, por lo tanto, su potencial tendrá que aumentar por encima de este valor (es decir, volverse más negativo) para compensar la autodescarga y evitar la disminución de la capacidad [M.J. Weighall en Rand, D.A.J; Moseley, P.T; Garche. J; Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead- Acid Batteries, Elsevier, Nueva York, 2004, Capítulo 6, página 177].
La estructura real del separador de vidrio absorbente ejerce una importante influencia en la eficacia de la recombinación de oxígeno. Un separador AGM con una superficie elevada y un tamaño medio de poro pequeño puede absorber el ácido a una mayor altura y ofrecer una mayor resistencia a la difusión del oxígeno. Esto puede implicar el uso de un separador AGM con un alto porcentaje de fibras finas, o un separador AGM híbrido que contenga, por ejemplo, fibras orgánicas.
¿Cuál es la diferencia entre una batería AGM y una batería tubular?
La batería AGM emplea invariablemente placas planas, con un grosor de entre 1,2 mm y 3,0 mm, dependiendo de las aplicaciones, ya sea para fines de arranque, iluminación y encendido (SLI) o para fines estacionarios. Las placas más gruesas se utilizan para aplicaciones fijas. Pero una batería tubular utiliza placas tubulares, cuyo grosor puede variar de 4 a 8 mm. La mayoría de las baterías de placa tubular se utilizan en aplicaciones estacionarias.
En la batería AGM, todo el electrolito se mantiene dentro de las placas y el separador AGM. Por lo tanto, no hay posibilidad de que se derrame el electrolito corrosivo, el ácido sulfúrico diluido. Por esta razón, la batería AGM puede funcionar en cualquier lado, excepto, boca abajo. Pero las baterías tubulares tienen un exceso de electrolito líquido y sólo pueden utilizarse en posición vertical. Podemos medir la densidad del electrolito en las celdas tubulares, pero no en la batería AGM.
La batería AGM funciona en una atmósfera semisellada con una válvula de liberación de una vía según el principio del ciclo de oxígeno y, por lo tanto, la pérdida de agua es insignificante. Por lo tanto, no es necesario añadir agua a esta batería. Pero la batería tubular es de tipo ventilado y todos los gases que se desprenden durante la sobrecarga se expulsan a la atmósfera; esto provoca la pérdida de agua y, por lo tanto, el nivel del electrolito desciende, lo que obliga a añadir agua periódicamente para mantener el nivel del electrolito.
Debido a su naturaleza inundada, las células tubulares pueden tolerar la sobrecarga y una temperatura más alta. Este tipo tiene una mejor disipación del calor. Pero la batería AGM no tolera el funcionamiento a alta temperatura, ya que estas baterías son inherentemente propensas a las reacciones exotérmicas debido al ciclo de oxígeno interno. La batería AGM puede funcionar hasta 40ºC, mientras que el otro tipo puede tolerar hasta 50ºC.
La polarización de las placas positivas y negativas durante una carga de flotación a 2,30 V por célula (OCV = 2,15 V)
| Inundado -Nuevo | Inundado -Final de la vida | Gelificado - Nuevo | Gelificado - Fin de la vida útil | Junta General de Accionistas - Nuevo | AGM - Fin de la vida | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Polarización positiva de la placa (mV) | 80 | 80 | 90 | 120 | 125 (a 175) | 210 |
| Polarización de la placa negativa (mV) | 70 | 70 | 60 | 30 | 25 | 0 (a -25) sulfatado) |
Polarización de tres tipos de baterías
La norma IEC 60 896-22 establece como requisito máximo 350 días a 60°C o 290 días a 62,8°C.
Prueba de vida a 62,8ºC según IEEE 535 – 1986
| Tipo de batería | Días a 62,8ºC | Años equivalentes a 20ºC |
|---|---|---|
| OGi (placa plana inundada) | 425 | 33.0 |
| OPzV (VR tubular) | 450 | 34.8 |
| OPzS (Tubular inundado) | 550 | 42.6 |
¿Cuánto dura una batería AGM?
No se puede hacer una declaración definitiva sobre la vida útil de ningún tipo de batería. Antes de responder a la pregunta «¿cuántos años puede durar una batería AGM?», hay que definir claramente las condiciones en las que funciona la batería;
por ejemplo, si simplemente flota a través de una tensión determinada o si funciona cíclicamente. En el modo de funcionamiento por flotación, la batería se carga continuamente por flotación a un voltaje determinado y se le pide que suministre corriente sólo cuando la energía principal no está disponible (Ejemplo: Baterías de centrales telefónicas, baterías de SAIs, etc., donde la vida se expresa en años). Pero en el caso de una batería de tracción, que se emplea en las fábricas para la manipulación de materiales, y de los vehículos eléctricos, las baterías experimentan descargas profundas de hasta el 80% a un ritmo de 2 a 6 horas, la vida será más corta.
La vida útil de la batería AGM depende de una serie de parámetros de funcionamiento como:
Efecto de la temperatura en la vida
El efecto de la temperatura sobre la vida útil de la batería de plomo es muy importante. A temperaturas más altas (y con tensiones de carga superiores a las recomendadas) el secado se produce más rápidamente, lo que provoca el fin prematuro de la vida útil. La corrosión de la rejilla es un fenómeno electroquímico. A mayor temperatura, la corrosión es mayor y, por tanto, el crecimiento (tanto horizontal como vertical) también es mayor. Esto provoca la pérdida de contacto entre la red y el material activo y, por lo tanto, una disminución de la capacidad. El aumento de la temperatura acelera el ritmo de las reacciones químicas.
Estas reacciones se adhieren a la relación de Arrhenius que, en su forma más simple, establece que la tasa del proceso electroquímico se duplica por cada aumento de 10oC en la temperatura (manteniendo otros factores como el voltaje del flotador
constante). Esto puede cuantificarse utilizando la relación [Piyali Som y Joe Szymborski, Proc. 13th Annual Battery Conf. Applications& Advances, Jan 1998, California State Univ., Long Beach, CA pp. 285-290].
Factor de aceleración de la vida útil = 2((T-25))/10)
Factor de aceleración de la vida = 2((45-25)/10) = 2(20)/10) = 22 = 4
Factor de aceleración de la vida = 2((45-20)/10) = 2(25)/10) = 22,5 = 5,66
Factor de aceleración de vida = 2((68,2-25)/10) = 2(43,2)/10) = 24,32 = 19,97
Factor de aceleración de vida = 2((68,2-20)/10) = 2(48,2)/10) = 24,82 = 28,25
Una pila que funcione a una temperatura de 45ºC puede envejecer cuatro veces más rápido o tener un 25% de la vida útil prevista a 25ºC.
Una pila que funciona a una temperatura de 68,2ºC puede envejecer 19,97 veces más rápido o tener 20 veces la vida útil prevista a 25ºC. Una pila que funcione a una temperatura de 68,2ºC puede envejecer 28,2 veces más rápido y tener una vida útil mucho mayor que la esperada a 20ºC.
Prueba de vida acelerada y vidas equivalentes de las baterías
| Vida útil a 20ºC | Vida útil a 25ºC | |
|---|---|---|
| Vida útil a 68,2ºC | 28,2 veces más | 20 veces más |
| Vida útil a 45ºC | 5,66 veces más | 4 veces más |
La vida útil esperada de la batería VRLA es superior a los 8 años a temperatura ambiente, y se ha obtenido utilizando métodos de prueba acelerados, concretamente, a altas temperaturas.
R. D. Brost ha estudiado la vida útil de los VRLA de 12 V (Delphi). El estudio se realizó hasta el 80% de DOD a 30, 40 y 50ºC. Las baterías se sometieron a una descarga del 100% a 2 horas después de cada 25 ciclos a 25ºC para determinar la capacidad. Los resultados muestran que la duración de los ciclos a 30ºC es de unos 475 mientras que, el número de ciclos es de 360 y 135, aproximadamente, a 40ºC y 50ºC, respectivamente. [Ron D. Brost, Proc. Thirteenth Annual Battery Conf. Applications and Advances, California Univ., Long Beach,1998, pp. 25-29].
Batería AGM Profundidad de descarga y vida útil
La vida útil de las baterías de plomo selladas está directamente relacionada con la profundidad de descarga (DOD). La profundidad de la descarga es una medida de la profundidad de la descarga de una batería. Cuando una batería está completamente cargada, la DOD es del 0%. Por el contrario, cuando una batería está descargada al 100%, la DOD es del 100%. Cuando el DOD es del 60 %, el SOC es del 40 %. 100 – SOC en % = DOD en %
El número típico de ciclos de descarga/carga para baterías VR a 25°C con respecto a la profundidad de descarga es:
150 – 200 ciclos con una profundidad de descarga del 100% (descarga completa)
400 – 500 ciclos con un 50% de profundidad de descarga (descarga parcial)
1000 + ciclos con un 30% de profundidad de descarga (descarga superficial)
En condiciones normales de funcionamiento de los flotadores, se puede esperar una vida útil fiable de cuatro o cinco años en aplicaciones de espera (hasta diez para la línea Hawker Cyclon), o entre 200 y 1000 ciclos de carga/descarga en función de la profundidad media de descarga. [Informe Sandia SAND2004-3149, junio de 2004].
Batería AGM No. de ciclos entregados
La batería AGM con tecnología de placa plana puede ofrecer
400 ciclos al 80% de descarga
600 ciclos al 50% de descarga
1500 ciclos al 30% de descarga
Efecto de la posición en la vida cíclica de las baterías VRLA
La figura muestra las capacidades medias de dos baterías colocadas en posición vertical normal, de lado con sus placas en vertical y con las placas en posición horizontal. En la posición vertical, el electrolito se estratifica debido a los efectos de la gravedad y esto se agrava a medida que avanza el ciclo y la disminución de la capacidad en esta posición es muy rápida. Sin embargo, cuando se realiza un ciclo en posición vertical lateral, la disminución de la capacidad no es tan rápida y el ciclo en posición horizontal proporciona la mejor vida útil. La figura es un gráfico de la capacidad en función del número de ciclos para la célula 52 de 11 placas sometida a ciclos sucesivos en las posiciones horizontal, vertical y horizontal.
Esta célula se sometió a un ciclo solo con los límites de tensión de carga/retroceso y de carga fijados en 2,4 V y el tiempo y la corriente de carga/retroceso fijados en 3 horas y 0,3 A. Antes del ciclo vertical 78, la célula se cargó en régimen de flotación durante 4 días. Para el ciclo horizontal, la eficiencia coulómbica es relativamente alta y constante, al igual que la aceptación de la carga. Sin embargo, durante el ciclo vertical, la aceptación de la carga disminuye significativamente con el ciclo, mientras que la eficiencia se mantiene relativamente constante. Cuando se reanuda el ciclo horizontal, sin carga de flotación prolongada, se observa que la capacidad de descarga (también el tiempo de carga) vuelve a subir rápidamente al nivel anterior al ciclo vertical.
Efectos de la temperatura y del voltaje de carga/flotación en la vida de la batería
Los efectos de la temperatura y del voltaje de flotación sobre la vida útil están interrelacionados y son interactivos. La figura muestra la vida útil esperada de una batería VR GNB Absolyte IIP para diferentes voltajes de flotación y temperaturas. Se supone que la tensión de flotación y la temperatura se mantienen constantes durante toda la vida de la batería.
Wagner ha informado de los resultados de las pruebas realizadas con tres regímenes de carga diferentes para las baterías cíclicas y muestra que el uso de una tensión de carga más alta (modo CV de 14,4 V) proporciona una mayor vida útil y en este caso la pérdida de agua es insignificante. Tensión de carga y duración de las baterías Drysafe Multicraft (12 V, 25 Ah5)
25ºC; prueba C/5 cada 50 ciclos; descarga: 5 A a 10,2 V; carga como se indica en la figura
Efecto de la adición de estaño a la aleación de la rejilla positiva en las baterías VRLA
La adición de estaño al plomo puro ha disminuido en gran medida los problemas experimentados en los ciclos de las baterías con rejillas fabricadas con este metal. Pequeñas cantidades de estaño (0,3-0,6 % en peso) aumentan significativamente la aceptación de carga del plomo puro. Una aleación con un contenido de calcio del 0,07% y de estaño del 0,7% da el menor crecimiento cuando se ensaya como rejillas desnudas, así como en celdas probadas con vida de flotación. [H.K. Giess, J Power Sources 53 (1995) 31-43].
Efecto del mantenimiento de la vida útil de la batería
Mantener las baterías en buen estado siguiendo ciertos procedimientos ayudará a conseguir la vida útil esperada de las mismas. Algunos de ellos son
a. Limpieza periódica del exterior
b. Cargo periódico de banco (cargo de ecualización)
c. Control periódico del nivel de electrolitos, etc.
La fabricación de las baterías se realiza con varios procedimientos de control de calidad y procedimientos operativos normalizados para que el resultado sea un producto de alta calidad. Cualquier defecto genuino aparecerá inmediatamente después de la puesta en servicio de las baterías o a los pocos días. Cuanto más intenso sea el servicio, antes se manifestará un defecto. Los fallos prematuros son más bien una indicación del mal funcionamiento que de defectos inherentes al sistema. Cuanto mejor sea el mantenimiento, mayor será la vida útil de las baterías.
Batería AGM frente a batería inundada: lo que hay que saber
Las baterías AGM son muy limpias en su aspecto externo durante su vida operativa. Pero la batería inundada se mancha de polvo y salpicaduras de ácido durante su funcionamiento. Además, los terminales se incrustan con el producto de la corrosión, si no se mantienen adecuadamente.
Las baterías AGM y las baterías inundadas (de placa plana) utilizan placas planas o placas de rejilla, con un grosor de entre 1,2 mm y 3,0 mm dependiendo de las aplicaciones, ya sea para fines de arranque, iluminación y encendido (SLI) o para fines estacionarios. Para este último fin se utilizan placas más gruesas.
En la batería AGM, todo el electrolito está contenido en las placas y el separador. Por lo tanto, no hay posibilidad de que se derrame el electrolito corrosivo, el ácido sulfúrico diluido. Por esta razón, la batería AGM puede funcionar en cualquier lado, excepto, boca abajo. Pero las baterías inundadas tienen un exceso de electrolito líquido y sólo pueden utilizarse en posición vertical. Podemos medir la densidad del electrolito en las pilas tubulares, pero no en las pilas AGM. Pero midiendo el circuito abierto estabilizado (OCV) de la batería, se puede conocer el valor de la gravedad específica en ese estado.
Hay una regla empírica
OCV = Peso específico + 0,84 para células individuales
Peso específico = OCV – 0,84
Para las baterías de 12 voltios, tenemos que dividir el OCV de la batería por 6 para llegar al OCV de la celda.
OCV de la batería = 13,2 V
Por lo tanto, la célula OCV = 13,3/6 = 2,2 V
Peso específico = 2,2 V – 0,84 = 1,36
Por lo tanto, la gravedad específica es de 1.360
La batería AGM funciona en una atmósfera semisellada con una válvula de liberación de una vía según el principio del ciclo de oxígeno y, por lo tanto, la pérdida de agua es insignificante. Por lo tanto, no es necesario añadir agua a esta batería. Pero la batería inundada es de tipo ventilado y todos los gases que se desprenden durante la sobrecarga se expulsan a la atmósfera; esto provoca la pérdida de agua y, por lo tanto, el nivel del electrolito desciende, lo que obliga a añadir agua periódicamente para mantener el nivel del electrolito.
Debido a su naturaleza inundada, estas células pueden tolerar la sobrecarga y una temperatura más alta. Este tipo tiene una mejor disipación del calor. Pero las baterías AGM no toleran el funcionamiento a altas temperaturas, ya que estas baterías son intrínsecamente propensas a las reacciones exotérmicas debido al ciclo de oxígeno interno. La batería AGM puede funcionar hasta 40ºC, mientras que el otro tipo puede tolerar hasta 50ºC.
Batería AGM de vidrio absorbente: ¿qué se absorbe? ¿Cómo? ¿Por qué absorbente? Más detalles sobre el separador de la Junta General de Accionistas
La estera de vidrio absorbente (AGM) es el nombre que recibe el tipo de separador de fibra de vidrio que se utiliza en las baterías de válvula regulada (VR). El AGM tiene que absorber mucho electrolito (hasta seis veces su volumen aparente) y retenerlo para facilitar las reacciones de la célula. Esto es posible gracias a su alta porosidad. Al absorber y retener el electrolito, la pila se hace inservible.
El proceso esencial de fabricación de las microfibras de vidrio que se utilizan para fabricar el separador AGM se muestra en la figura. Las materias primas del vidrio se funden en un horno a unos 1000ºC. A continuación, el vidrio fundido se extrae de los casquillos para formar fibras de vidrio primarias gruesas con un diámetro de unos cientos de micras. A continuación, un gas de combustión las convierte en fibras finas (de 0,1 a 10 μm) que se recogen en una red de transporte móvil mediante vacío desde abajo. El método tradicional de fabricación de alfombras de vidrio absorbente AGM para baterías de plomo reguladas por válvula consiste en mezclar dos o más tipos de fibras en una solución ácida acuosa.
Este proceso reduce la longitud de las fibras a unos 1 ó 2 mm y provoca cierta fibrilación. Esta mezcla se deposita en un alambre sin fin móvil o en una rotoformadora (otra versión de un alambre sin fin). La hoja adquiere consistencia a medida que se retira el agua; a continuación, se presiona y se seca contra tambores calentados.
El proceso de colocación en húmedo da lugar a la orientación de las fibras de la lámina AGM, lo que da lugar a una red anisotrópica. Los poros y canales medidos en la dirección z (es decir, en una dirección vertical al plano de la lámina) son mayores (de 10 a 25 μm, el 90 % del total de poros) que los de los planos x e y (de 2 a 4 μm). Hay alrededor de un 5 % de poros muy grandes entre 30 y 100 μm (probablemente debido a los efectos de los bordes durante la preparación de la muestra y no representan realmente la estructura típica). Este método de fabricación se conoce como proceso de atenuación de la llama.
El primer paso en la producción de AGM es la dispersión y agitación de las fibras de vidrio en una gran cantidad de agua acidificada. A continuación, la mezcla de fibras y agua se deposita en una superficie donde se aplica el vacío y se elimina la mayor parte del agua. A continuación, la estera formada se presiona ligeramente y se seca mediante rodillos calentados. Al final de la sección de secado, el contenido de agua de la estera es inferior al 1 % en peso. A continuación se muestra un dispositivo rotoformador para la formación y el desaguado de láminas de AGM.
d. Los separadores convencionales tienen una estructura de poros pequeña y tortuosa, con poca o ninguna variación direccional. Pero la AGM fabricada mediante la colocación en húmedo de material de microfibra de vidrio tiene una alta porosidad y poros relativamente grandes con considerables diferencias direccionales. Estas características afectan a la distribución y al movimiento de gases y líquidos en los elementos. [Ken Peters, J. Power Sources 42 (1993) 155-164].
Las características importantes de los separadores AGM son:
i. Superficie real (BET) (m2/g)
ii. Porosidad (%)
iii. Tamaño medio de los poros (μm)
iv. Espesor bajo compresión (mm)
v. Peso base o gramaje (g/m2) (peso de la lámina AGM por metro cuadrado)
vi. Altura de mecha (mm) (La altura que alcanza la columna de ácido cuando una pieza de AGM se mantiene sumergida en ácido)
vii. Resistencia a la tracción
Las propiedades típicas de los separadores AGM se indican en la siguiente tabla:
Ref. W. BӦhnstedt, J Power Sources 78 (1999) 35-40
| Propiedad | Unidad de medida | Valor |
|---|---|---|
| Peso básico (gramaje) | g/m2 | 200 |
| Porosidad | % | 93-95 |
| Tamaño medio de los poros | μm | 5-10 |
| Espesor a 10kPa | mm | 1.3 |
| Espesor a 30kPa | mm | 1.0 |
| Resistencia a la perforación (N) | N | 7.5 |
Especificaciones de los separadores de baterías AGM
Referencia: Ken Peters, J. Power Sources 42 (1993) 155-164
| Propiedad | Unidad de medida | Valor |
|---|---|---|
| Superficie | ||
| Fibras gruesas | m2/g | 0.6 |
| Fibras finas | m2/g | 2,0 a 2,6 |
| Tamaño máximo de los poros | ||
| Fibras gruesas | μm | 45 |
| Fibras finas | μm | 14 |
Separadores de baterías AGM altura de mecha
| Altura de la mecha, ácido de 1.300 de gravedad específica | Unidad de medida | Fibras gruesas (0,5 m2/g) | Fibras finas (2,6 m2/g) |
|---|---|---|---|
| 1 minuto | mm | 42 | 33 |
| 5 minutos | mm | 94 | 75 |
| 1 hora | mm | 195 | 220 |
| 2 horas | mm | 240 | 370 |
| 10 horas | mm | 360 | 550 |
Propiedades preferidas de los separadores AGM
Notas:
1. A medida que aumenta el diámetro de la fibra, también aumenta el tamaño de los poros.
2. A medida que aumenta el diámetro de la fibra, disminuye la resistencia a la tracción.
3. A medida que el diámetro de la fibra aumenta, el coste disminuye.
4. La capa de fibras gruesas tendrá una altura limitada, pero a un ritmo muy rápido
5. La fibra más fina llevará el ácido a mayores alturas, aunque lentamente
Al incluir una capa más densa (con poros pequeños, que se crea con fibras de vidrio más finas) dentro de un separador AGM de varias capas, se crea una estructura de poros más fina en general. Así, los poros máximos se reducen a la mitad y los poros medios también se reducen casi a la mitad. El impacto en los poros mínimos es una reducción de una cuarta parte. La sinergia que existe entre las fibras de vidrio finas y gruesas se detecta en todas las características de absorción de la AGM multicapa [A.L. Ferreira, J Power Sources 78 (1999) 41-45].
La capa de fibra gruesa mechará hasta una altura limitada, pero a un ritmo muy rápido, mientras que la parte más fina llevará el ácido a mayores alturas, aunque lentamente. Así, se combinan las ventajas individuales de los dos tipos de fibra. Gracias a las mejores propiedades de mecha, se mejora el proceso crítico de llenado inicial de las baterías VRLA y se reduce el problema particular del llenado de placas altas con un espacio reducido entre placas. Se ha comprobado que la altura máxima después de un período prolongado de prueba de mecha es inversamente proporcional al tamaño de los poros. Es decir, cuanto más pequeños son los poros, mayor es la altura de mecha.
Las fuerzas capilares dictan el flujo del electrolito. La distribución del tamaño de los poros en, los materiales activos de las placas positivas y negativas sólo tiene una diferencia mínima entre los planos dimensionales. En las placas recién formadas, alrededor del 80 % de la porosidad está formada por poros de menos de 1 μm frente a los poros de 10 a 24 μm de diámetro en el plano z y los poros de 2 μm en los otros dos planos. Por lo tanto, el ácido llena primero las placas (poros pequeños) (es decir, llenado preferente de las placas). A continuación, la AGM se llena hasta el volumen vacío calculado, llevando la AGM a un nivel parcialmente saturado para que el «empuje» del electrolito durante la carga pueda proporcionar canales de gas para el transporte de oxígeno.
Batería AGM, comparación entre batería AGM, inundada y de gel
| Nº de sl. | Propiedad | Inundado | AGM VR | RV gelificado |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Materiales activos | Pb/PbO2/H2SO4 | Pb/PbO2/H2SO4 | Pb/PbO2/H2SO4 |
| 2 | Electrolito (ácido sulfúrico diluido) | Inundado, exceso, libre | Absorbido y retenido por las placas y el separador de vidrio absorbente (AGM) | Inmovilizado por gelificación con polvo fino de sílice |
| 3 | Espesor de la placa | Delgado - medio | Medio | Grueso |
| 4 | Número de placas (para una batería de la misma capacidad, con las mismas dimensiones) | La mayoría | Más | Menos |
| 5 | Mantenimiento | Sí | Nil | Nil |
| 6 | Derrame de ácido | Sí | No | No |
| 7 | Estratificación de electrolitos en células altas | Muy alto | Medio | Insignificante |
| 8 | fuera de la batería | Se convierte en polvo y se rocía con gotas de ácido | No | No |
| 9 | Nivel de electrolitos | A ajustar | No es necesario | No es necesario |
| 10 | Separador | PE o PVC o cualquier otro material polimérico | Alfombra de vidrio absorbente (AGM) | PE o PVC o cualquier otro material polimérico |
| 11 | Gases desprendidos durante la carga | Ventilación estequiométrica a la atmósfera | Recombinado (ciclo interno del oxígeno) | Recombinado (ciclo interno del oxígeno) |
| 12 | válvula de escape unidireccional | No se proporciona. Ventilaciones abiertas | Sí. Regulada por válvula | Sí. Regulada por válvula |
| 13 | Resistencia interna | Medio | Bajo | Alto |
| 14 | DOD seguro | 50% | 80% | 80% |
| 15 | El frío | OK | Muy bueno | No es adecuado |
| 16 | Alta descarga (alta potencia) | Bien | Mejor | Medio |
| 17 | Ciclo profundo | Bien | mejor | muy bueno |
| 18 | Coste | Más bajo | Medio | Alto |
| 19 | Cargando | Normal | Cuidado | Cuidado |
| 20 | Tensión máxima de carga (batería de 12v | 16.5 V | 14.4 V | 14.4 V |
| 21 | Modo de carga | Cualquier método | Tensión constante (CV) o CC-CV | Tensión constante |
| 22 | Sobrecarga | Puede soportar | No se puede | No se puede |
| 23 | Disipación del calor | Muy bueno | No está mal | Bien |
| 24 | Carga rápida | Medio | Muy bueno | No es aconsejable |
Conceptos erróneos sobre la batería AGM
Carga y cargadores
Concepto erróneo -1
Se puede cargar la batería agm con un cargador normal – Falso
Todas las baterías requieren una carga de banco (o una carga completa) de vez en cuando para igualar el desequilibrio de las celdas.
Para ello, se extrae la batería del aparato y se carga por separado, lo que generalmente se denomina carga en banco.
La batería AGM no mantiene la carga:
Para una batería inundada:
i. Todas las celdas de una batería deben alcanzar la misma tensión de fin de carga, 16,5 V para una batería de 12 V.
ii. Todas las celdas deben gasear de manera uniforme y copiosa al final de la carga.
iii. La variación de la gravedad específica en las celdas y entre las celdas debe ser eliminada.
iv. Si se dispone de instalaciones, se pueden registrar las lecturas del potencial de cadmio en las placas positivas y negativas. Para una placa positiva completamente cargada, la lectura del potencial de cadmio está en el rango de 2,40 a 2,45 V y para las placas negativas, los valores están en el rango de 0,2v a – 0,22v
la batería agm no se carga:
Para una batería VRLA AGM:
i. La tensión en los bornes alcanzaría los 14,4 V (para una batería de 12 V)
ii. La corriente al final de la carga sería de unos 2 a 4 mA por Ah (es decir, de 0,20 A a 0,4 A para una batería de 100 Ah
El valor de la tensión de fin de carga para una batería de 12 V varía entre una batería inundada y una de RV.
La tensión máxima de carga es de unos 16,5 V para una batería de 12 V inundada, mientras que sólo es de 14,4 V para las baterías VR (tanto AGM como gelificadas).
Si se utiliza un cargador normal de corriente constante para cargar una batería VR, la tensión puede superar el límite de 14,4 V. Si no se detecta, la batería se calentará. Aun así, más tarde la batería se calienta y, en última instancia, el recipiente se abulta y también puede reventar si la válvula de descarga de un solo sentido no funciona correctamente. Esto se debe a que las reacciones de recombinación de la batería no pueden hacer frente al exceso de gas oxígeno producido por la mayor corriente de carga. Intrínsecamente, la reacción de recombinación es exotérmica (produce calor) por naturaleza. La mayor corriente se sumará al calor de esta reacción y puede provocar un desbordamiento térmico.
Por el contrario, la batería inundada puede llegar a 16,5 V para una carga completa con abundante gasificación sin ningún daño hasta 50ºC.
Los cargadores destinados a las baterías VRLA son cargadores controlados. Son
a. Corriente constante – Tensión constante (CC-CV)
o
b. Cargadores de tensión constante (CV).
Al cargar, hay que seleccionar el voltaje adecuado. Para una batería de 12 V, se puede seleccionar un rango de tensión de 13,8 a 14,4 V para una carga completa. Dado que la batería VR AGM puede absorber cualquier intensidad de corriente inicial sin sufrir ningún daño, la corriente inicial puede fijarse en cualquier nivel (normalmente 0,4C amperios; pero en la carga rápida o de hecho, hasta 5C A). Cuanto mayor sea la tensión y la corriente seleccionadas, menor será el tiempo que se tarda en realizar una carga completa.
Para una batería totalmente descargada, se necesitarán entre 12 y 24 horas para una carga completa. En el modo CC-CV, la corriente inicial será constante durante unas 3 a 6 horas, dependiendo de la descarga anterior. Si la batería estaba descargada sólo en un 50%, el modo CC funcionará durante unas 2 ó 3 horas y luego pasará al modo CV. Si se ha descargado previamente al 100%, el modo CC funcionará durante unas 5 o 6 horas y luego pasará al modo CV
Concepto erróneo de la batería AGM 2
La sustitución de la batería AGM o de gel es lo mismo que la sustitución de la batería inundada
Las baterías de capacidad equivalente pueden ser sustituidas si el espacio está bien.
Pero los vehículos recientes (por ejemplo, GM) tienen un módulo sensor de batería en el cable negativo de la batería. Ford cuenta con un sistema de monitorización de baterías (BMS). Otros fabricantes tienen sistemas similares. Estos sistemas requieren una recalibración con una herramienta de escaneo. Esto es necesario debido a las mejoras en los sistemas de fabricación. Estas baterías tienen una menor resistencia interna gracias a la mejora de los separadores y a las placas más finas con fórmulas de pasta mejoradas. Si el sistema no se recalibra, el alternador podría sobrecargar la nueva batería y hacer que ésta falle poco después de su sustitución.
Por lo tanto, se puede instalar una batería AGM en lugar de una batería inundada OEM. Una batería de automóvil AGM proporcionará al vehículo mayores amperios de arranque en frío (CCA).
El significado de una carga completa:
Para una batería inundada:
i. Todas las celdas de una batería deben alcanzar la misma tensión de fin de carga, 16,5 V para una batería de 12 V.
ii. Todas las celdas deben gasear de manera uniforme y copiosa al final de la carga.
iii. La variación de la gravedad específica en las celdas y entre las celdas debe ser eliminada.
iv. Si se dispone de instalaciones, se pueden registrar las lecturas del potencial de cadmio en las placas positivas y negativas. Para una placa positiva completamente cargada, la lectura del potencial de cadmio está en el rango de 2,40 a 2,45 V y para las placas negativas, los valores están en el rango de 0,2v a – 0,22v
¿Se puede cargar una batería AGM con un cargador normal?
Si se utiliza un cargador normal de corriente constante para cargar la batería AGM VR, la tensión debe controlarse atentamente. Puede superar el límite de 14,4 V. Si no se detecta, la batería se calentará. Aun así, más tarde la batería se calienta y, en última instancia, el recipiente se abulta y también puede reventar si la válvula de descarga de un solo sentido no funciona correctamente. Esto se debe a que las reacciones de recombinación de la batería no pueden hacer frente al exceso de gas oxígeno producido por la mayor corriente de carga. Intrínsecamente, la reacción de recombinación es exotérmica (produce calor) por naturaleza. La mayor corriente agravará la situación y aumentará el calor de esta reacción, pudiendo provocar un desbordamiento térmico.
Por lo tanto, no es aconsejable utilizar el cargador normal para cargar la batería AGM.
Pero, si sigue el procedimiento que se indica a continuación o cuenta con el asesoramiento de un experto en baterías VRLA, podrá utilizar el cargador normal con mucho cuidado.
El procedimiento consiste en seguir las lecturas de la tensión de los terminales (TV) y registrarlas a intervalos de 30 minutos. Una vez que el televisor alcanza los 14,4 V, la corriente debe reducirse constantemente para que el televisor nunca supere los 14,4 V. Cuando las lecturas de corriente muestren valores muy bajos (de 2 a 4 mA por Ah de capacidad de la batería), se puede terminar la carga. Además, los cables de un termopar o de una bombilla de termómetro pueden conectarse al terminal negativo de la batería y, al igual que las lecturas de la televisión, también deben registrarse las lecturas de temperatura. La temperatura no debe superar los 45ºC.
¿Se puede arrancar una batería AGM?
Sí, si los valores de tensión son los mismos.
La química de la batería inundada y de la batería AGM es la misma. Sólo que la mayor parte del electrolito se absorbe en el AGM. Por lo tanto, utilizar cualquier batería de la misma tensión para arrancar una batería AGM durante unos segundos no dañará ninguna de las dos baterías.
¿Cómo puedo saber si tengo una batería AGM?
- Examine la parte superior del contenedor y también los lados para ver cualquier impresión de pantalla que indique que es una batería VRLA. Si no encuentra ningún dispositivo accesible para el usuario escrito en la parte superior y un consejo de no añadir agua, entonces se trata de una batería AGM.
- Si el electrolito libre es visible después de quitar los tapones de ventilación, entonces también no es una batería AGM
- La placa de características o la serigrafía del contenedor de la batería o el manual del propietario pueden dar una buena idea sobre el tipo de la batería en cuestión. Si no tiene ninguno de estos tres, examine la parte superior de la batería en busca de algún sistema de ventilación o algo parecido a un ojo mágico. También puede buscar marcas de nivel de electrolito en los lados del contenedor de la batería. Si ves alguna de las tres (respiraderos, ojo mágico y marcas de nivel de electrolito), indica que no es una batería AGM.
Hay otro método, pero que requiere mucho tiempo. La batería debe cargarse por completo y, tras un periodo de inactividad de 2 días, se mide la tensión en circuito abierto (OCV).
Si el valor de OCV es de 12,50 a 12,75 V puede ser una batería inundada
Si el valor de OCV es de 13,00 a 13,20 V puede ser una batería VRLA (capacidad < 24 Ah)
Si el valor de OCV es de 12,80 a 12,90 V puede ser una batería VRLA (capacidad ≥ 24 Ah)
Estas afirmaciones se basan en la suposición de que, en el caso de las baterías inundadas, la gravedad específica final es de aproximadamente 1,250. Para las baterías VRLA de capacidades de 24Ah y menores, la gravedad específica final es de aproximadamente 1,360 y para las baterías VRLA de mayores capacidades, la gravedad específica final es de aproximadamente 1,300
¿Cómo puedo saber si mi batería AGM está mal? la batería agm no mantiene la carga
- Compruebe si hay daños externos, grietas y fugas o productos de corrosión. Si encuentras alguno de estos, la batería está mal
- Mide el OCV de la batería. Si muestra un valor inferior a 11,5 V, lo más probable es que esté MAL. Pero antes, vea si puede averiguar la fecha de envío o suministro. Si la batería tiene más de 3 o 4 años, se puede suponer que está MAL.
- Ahora, hay que comprobar que la batería acepta la carga utilizando un cargador cuya salida de tensión continua sea de 20 a 24 V o más (para una batería de 12 V). Cargue la batería durante una hora, dé un período de descanso de 15 minutos y ahora mida el OCV. Si ha aumentado, continúe cargando durante 24 horas con un método de tensión constante, tomando todas las precauciones necesarias para la carga de la batería VR. Después de dar un período de descanso de 2 horas, pruebe la capacidad de la batería utilizando cualquier aparato (por ejemplo, una bombilla de CC adecuada, un inversor, una lámpara de emergencia, un SAI para un PC, etc.). Si la batería es capaz de ofrecer un 80 % o más de capacidad, la batería es BUENA.
- Si el OCV no aumenta después de una hora de carga, significa que la batería no puede mantener la carga. La batería puede ser etiquetada como BAD.
¿Vale la pena una batería AGM? ¿por qué es mejor la batería agm?
Sí.
Aunque el coste de la batería es un poco más alto, el mantenimiento requerido para la AGM es casi nulo. No hay necesidad de rellenar, no es necesario limpiar los terminales corroídos, el número de cargas de ecualización es menor, etc; el coste operativo a lo largo de toda la vida de una batería AGM es muy bajo, lo que hace que el coste de la batería AGM VR sea igual al de las baterías inundadas.
Esto es especialmente ventajoso cuando el lugar es inaccesible en una zona remota desatendida.
¿Es necesario ventilar una batería AGM? ¿Es necesario ventilar una batería AGM?
En caso de una sobrecarga abusiva, las válvulas de liberación de baja presión de un solo sentido instaladas en las tapas de las baterías VRLA se abren y vuelven a asentarse después de liberar el exceso de presión. Por lo tanto, no es necesario ventilar la batería VRLA.
En caso de mal funcionamiento de la válvula, el exceso de presión no se puede liberar levantando. Si la válvula no se vuelve a sellar, entonces también las celdas estarán abiertas a la atmósfera y el material activo negativo (NAM) se descargará, dando lugar a la sulfatación y a una carga insuficiente y a la disminución de la capacidad de la batería.
¿Puedo cargar por goteo una batería AGM?
Sí.
En realidad, las baterías AGM están bajo carga de flotación en la mayoría de los SAIs/fuentes de alimentación de emergencia. Cuando las baterías flotan a 2,25 a 2,3 V por celda, siempre fluye una pequeña corriente de goteo a través de la batería para mantenerla en una condición de carga completa.
En el caso de que haya un gran número de baterías en stock, también se puede mantener cada una de ellas en carga lenta.
Con una tensión de carga de flotación típica de 2,25 V por célula, la corriente de flotación es de 100 a 400 mA por 100 Ah para las baterías VR AGM. En comparación con la corriente de flotación de equilibrio de una batería inundada de 14 mA por 100 Ah, la mayor corriente de flotación de la batería VR se debe al efecto del ciclo de oxígeno.
[R.F. Nelson en Rand, D.A.J; Moseley, P.T; Garche. J ; Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead- Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, pp. 258].
¿Cuándo se agota la batería del agm? ¿Se puede cargar una batería AGM muerta? ¿se puede revivir una batería agm muerta?
Sí. Podemos decir definitivamente sólo después de cargar la batería durante algún tiempo. También depende de la edad de la batería.
La batería AGM muerta tiene una resistencia interna muy alta. Para superar esta alta resistencia interna, se requiere un cargador de baterías que pueda suministrar 4 V por celda de salida de corriente continua, con un amperímetro digital y un voltímetro digital.
Mientras se carga una batería AGM muerta, para empezar, la tensión en los bornes (TV) será muy alta (hasta 18-20 V para una batería de 12 V) y la corriente casi nula. Si la batería es capaz de revivir, el televisor bajará lentamente (casi a 12 V) y el amperímetro simultáneamente comenzará a mostrar algo de corriente. Esto indica que la batería está viva. El televisor comenzará a aumentar lentamente ahora y la carga se continuará y terminará de la manera habitual.
Una forma poco convencional es retirar con cuidado las válvulas de ventilación y añadir un poco de agua cada vez hasta que veamos unas gotas de exceso de agua. Ahora, sin cambiar las válvulas, cargue la batería por un modo de corriente constante (C/10 amperios) hasta que la tensión de los bornes suba a valores superiores a 15 V (Recuerde. no hemos cerrado las válvulas). Dar un pequeño periodo de descanso y descargar la batería a través de una resistencia o bombilla adecuada. Mida el tiempo de descarga para alcanzar 10,5 V en el caso de una batería de 12 V). Si está entregando más del 80 % de la capacidad, se reactiva. Por favor, tome precauciones de seguridad personal en todo momento.
¿Qué voltaje tiene una batería AGM completamente cargada? descarga de la batería agm - baja tensión de la batería agm
Una batería completamente cargada en funcionamiento cíclico tendrá una Tensión Terminal (TV) de 14,4 V (para baterías de 12V). Después de unas 48 horas de reposo, la TV se estabilizará en 13,2V (si la gravedad específica para el llenado inicial era de 1,360) (1,360 + 0,84 = 2,20 por celda. Para una batería de 12V, OCV = 2,2 *6= 13,2V). Si la capacidad de la batería es superior a 24Ah, la gravedad específica será de 1,300. Por lo tanto, el OCV estabilizado será de 12,84V
¿Cuál es la tensión máxima de carga para una batería AGM de 12 voltios?
Las baterías AGM destinadas al funcionamiento cíclico deben cargarse a potencial constante o en modo de tensión constante (modo CV), a 14,4 o 14,5 V con una corriente inicial limitada normalmente a 0,25 C amperios (es decir, 25 amperios para una batería de 100 Ah). [panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive Marzo 2017, p.22]
¿Qué hace que las baterías AGM fallen?
Las baterías de plomo-ácido reguladas por válvula (VRLA) se han propuesto como fuentes de energía para varias aplicaciones por su buen rendimiento energético y su bajo precio. También son muy adecuados para aplicaciones de flotación. Sin embargo, lamentablemente, la utilización intensiva de la masa activa positiva (especialmente a altas tasas de descarga) provoca el ablandamiento de este material y, por tanto, reduce la vida útil de la batería. Asimismo, el crecimiento y la corrosión de la red, la pérdida de agua y la sulfatación debida a la estratificación y a la carga insuficiente son algunos de los mecanismos de fallo. La mayoría de los fallos están asociados a placas positivas.
Corrosión, crecimiento de la red y expansión y ablandamiento del material activo positivo
En el funcionamiento de las baterías, la tendencia al crecimiento de las rejillas positivas es evidente durante las cargas y descargas repetitivas, lo que provoca un crecimiento horizontal y vertical de las rejillas. Las rejillas se corroen durante toda la vida de la batería. Como resultado de este crecimiento de la red, se pierde el contacto entre la APM y la red, lo que provoca una disminución de la capacidad.
El crecimiento de la rejilla puede provocar un cortocircuito interno entre la placa positiva y la banda negativa de la célula. Continuar la carga de un banco de celdas/baterías con una o dos celdas en cortocircuito agravará el aumento de la temperatura y provocará un desbordamiento térmico.
Desecación (pérdida de agua) y desbordamiento térmico en las baterías
La desecación también es un problema con las baterías AGM. Esto se debe a la carga con un voltaje inadecuado, combinado con una mayor temperatura. Debido a la desecación, la velocidad de reacción de recombinación aumenta y el consiguiente aumento de la temperatura agrava la situación, lo que conduce al desbordamiento térmico.
Otra causa es el mal funcionamiento de la válvula. Si no se cierra correctamente después de la apertura, el oxígeno atmosférico (aire) entra en la célula y oxida el NAM dando lugar a la sulfatación. Los gases se ventilarán y se secarán. El secado permite que la recombinación de oxígeno se produzca a un alto
que se traduce en un aumento de la temperatura.
Estratificación del ácido en la batería AGM
La tendencia del electrolito de ácido sulfúrico a aumentar su densidad a medida que descendemos en la profundidad de una celda alta se conoce como estratificación. Los gradientes de concentración («estratificación ácida») se producen fácilmente en el electrolito de las células inundadas. A medida que las células se cargan, se produce ácido sulfúrico a un alto
adyacente a la superficie de la placa y se hunde en la base de la célula porque tiene una mayor densidad relativa que el resto del electrolito. Si no se corrige, esta situación conducirá a una utilización no uniforme del material activo (con una capacidad reducida), a una corrosión local agravada y, en consecuencia, a un acortamiento de la vida útil de la célula.
Las pilas inundadas se ajustan periódicamente para producir gas durante la carga, lo que agita el electrolito y supera estos problemas. La inmovilización del electrolito en una célula VRLA con un separador AGM reduce la tendencia a la estratificación ácida, pero también elimina el posible remedio al problema, ya que el gaseado no es una opción. Un electrolito gelificado elimina prácticamente los efectos de estratificación porque las moléculas de ácido inmovilizadas en el gel no tienen libertad para moverse bajo la influencia de la gravedad.
Fugas por defectos de fabricación en la batería AGM
Un diseño o una mano de obra inadecuados pueden provocar fugas de la tapa al pilar. Las juntas de la tapa al recipiente también pueden tener fugas. (Defectos de fabricación). La falta de selección o el mal funcionamiento de las válvulas también puede provocar fugas de gases a la atmósfera. La falta de cierre tras la apertura de las válvulas puede provocar un secado acelerado y una pérdida de capacidad.
Los daños mecánicos pueden hacer que las células se filtren, lo que provoca un fallo similar al de la fuga de un pilar a otro. El crecimiento de la rejilla puede producir grietas en el contenedor. Puede formarse una ligera película ácida alrededor de la grieta debido a la acción capilar. Si la película de ácido está en contacto con componentes metálicos no aislados, la corriente de fallo a tierra podría provocar un desbordamiento térmico o incluso un incendio [panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive March 2017, p. 25].
Corrosión de la barra del grupo negativo en las baterías AGM
La conexión de la barra de grupo a las orejas de la placa puede corroerse y posiblemente desconectarse. Es necesario especificar correctamente la aleación de la barra de grupo y realizar con cuidado la conexión entre la barra de grupo y los salientes de la placa, especialmente si se trata de una operación manual.
¿Qué debe indicar una batería AGM de 12 voltios cuando está completamente cargada?
Durante la carga y al final o cerca del final de la carga, el voltaje del terminal (TV) puede indicar 14,4 para una carga completa.
La tensión en circuito abierto (VCA) disminuirá lentamente y se estabilizará después de unas 48 horas en la VCA nominal. Clasificado, en el sentido de que el OCV depende de la gravedad específica del electrolito utilizado originalmente.
OCV de la batería = 13,2V si la gravedad específica utilizada es de 1,360. Si la gravedad específica es de 1,300 el OCV será de 12,84V
¿Se puede poner una batería AGM en cualquier coche?
Sí. Siempre que las capacidades sean las mismas y la caja de la batería se adapte a la nueva batería.
Es mejor controlar la tensión de los bornes (TV) mientras se carga con el alternador durante unas horas en estado de plena carga. No debe superar los 14,4 V. Entonces está bien usar esa batería en ese vehículo en particular.
Si se trata de un modelo reciente de coche nuevo, la batería requiere una recalibración con una herramienta de escaneo.
¿Por qué son tan caras las baterías AGM?
La batería AGM es más costosa que las baterías inundadas, pero menos que las de gel.
Las siguientes razones contribuyen a que el coste sea mayor:
i. Pureza del material.
(a) Todos los materiales que entran en la batería AGM son más costosos. La aleación de plomo-calcio es más costosa que las aleaciones convencionales con bajo contenido de antimonio. Esta aleación se fabrica preferentemente con plomo primario. El componente de estaño en la aleación de la rejilla positiva es el elemento más costoso. El estaño se añade del 0,7 al 1,5 % en la aleación de la rejilla positiva. El tipo de mercado indio para el estaño en mayo de 2020 era de 1650 rupias (LME 17545 USD por tonelada el 10-7-2020).
(b) El óxido se fabrica preferentemente con plomo primario 4Nines (99,99%), lo que aumenta el coste.
(c) La AGM es más costosa.
(d) El ácido para preparar el electrolito y para otros procesos es más puro que el utilizado en las pilas convencionales.
(e) El plástico ABS es más caro.
(f) El funcionamiento de las válvulas se comprobará individualmente.
(g) La aleación COS también es costosa
ii. Coste de procesamiento
(a) Para el montaje de las células se emplean herramientas de compresión especiales.
(b) Se requiere un llenado de ácido preciso y refrigerado
(c) Las baterías AGM se someten a varios ciclos antes de su envío
(d) La zona de montaje debe mantenerse libre de polvo para mantener la tasa de autodescarga a un nivel bajo.
Estas son las causas del mayor coste de la batería AGM.
¿Es mejor la batería AGM que las celdas inundadas de plomo?
Sí.
i. La batería AGM no se puede derramar. No es necesario rellenar con agua de vez en cuando.
ii. Son más resistentes a las vibraciones. Esto es especialmente útil en aplicaciones como los barcos con remolque y en los lugares donde las carreteras están llenas de baches.
iii. Debido a que las baterías AGM utilizan aleaciones y materiales puros, se comportan mejor con respecto a la autodescarga. Estas baterías pueden dejarse desatendidas durante más tiempo que las baterías inundadas.
iv. Las baterías AGM pueden ubicarse en una parte más fría del coche (en lugar de colocarlas en el caliente compartimento del motor), reduciendo así la temperatura de funcionamiento de la batería.
v. El coste de mantenimiento de la batería AGM es menor y se calcula a lo largo de toda la vida de la batería, el mayor coste inicial se compensa con este ahorro.
vi. La batería AGM puede aceptar una mayor corriente de carga debido a su menor resistencia interna)
¿Es una batería de ciclo profundo una batería AGM?
No es necesario que todas las baterías de ciclo profundo sean baterías AGM.
Una batería de ciclo profundo puede ser cualquier tipo de batería como la de plomo-ácido o la de iones de litio o cualquier otra química.
¿Qué es una batería de ciclo profundo?
Una batería de ciclo profundo puede entregar cada vez alrededor del 80% de su capacidad nominal a lo largo de su vida útil. La batería requiere que se recargue cada vez que se descargue.
La mayoría de las personas que buscan comprar baterías terminan con una batería de plomo-ácido para automóviles, porque es la más barata disponible. Si un cliente quiere una batería para ciclos repetitivos, tiene que buscar una batería adecuada para aplicaciones cíclicas.
Una batería AGM con una etiqueta de «batería de ciclo profundo» es definitivamente una batería de ciclo profundo. Estas baterías tienen invariablemente placas más gruesas que las de los automóviles.
¿Cuántos voltios debe leer una batería de 12 voltios?
Una batería de 12 voltios debería indicar más de12V si está en buenas condiciones.
La siguiente tabla muestra algunos valores:
| Número de sl | Tipo de batería | Tensión en circuito abierto (V) | Observaciones |
|---|---|---|---|
| 1 | Automóviles | 12.40 a 12.60 | Condición de carga completa |
| 2 | Automóviles | 12 | Condición de descarga total |
| 3 | Baterías AGM | 13,0 a 13,2 | Baterías con capacidades ≤ 24Ah. Condición de carga completa |
| 4 | Baterías AGM | 12,7 a 12,8 | Baterías con capacidades ≥ 24Ah Estado de carga completa |
| 5 | Baterías de RV gelificadas | 12,7 a 12,8 | Condición de carga completa |
| 6 | Baterías AGM/Baterías de gelatina | 12.0 | Condiciones de descarga total |
| 7 | Baterías del inversor | 12,4 a 12,6 | Condición de carga completa |
| 8 | Baterías del inversor | 12 | Condición de descarga total |
¿Hasta dónde se puede descargar una batería AGM?
Como en el caso de cualquier otra batería, una batería AGM de 12 V puede descargarse hasta 10,5 V (1,75 V por celda) a bajas corrientes (hasta una tasa de 3 horas) y para tasas de descarga más altas hasta 9,6 V (1,6 V por celda). Una mayor descarga hará que la tensión de los terminales baje muy rápido. No se puede obtener energía significativa más allá de estos valores de tensión final.
¿Cuántos voltios debe tener una batería AGM completamente cargada?
Una batería completamente cargada (por debajo de
funcionamiento cíclico
) tendrá una TV de 14,4 V (para baterías de 12 V). Después de unas 48 horas de reposo, la TV se estabilizará en 13,2 ± 0,5 V (si la gravedad específica para el llenado inicial era de 1,360, normalmente para baterías AGM con capacidades £ 24 Ah) (1,360 + 0,84 = 2,20 por celda. Para una batería de 12 V, OCV = 2,2 *6= 13,2 V).
Si la capacidad de la batería es superior a 24 Ah, la gravedad específica será de 1,300. Por lo tanto, el OCV estabilizado será de 12,84 ± 0,5 V.
Las baterías que funcionan con flotador tendrán
tensión de carga de flotación
de 2,25 a 2,3 V por celda (13,5 a 13,8 V para una batería de 12 V). Los valores de tensión estabilizados serán los indicados anteriormente. Invariablemente sería de 12,84 ± 0,5 V.
¿Puede explotar una batería AGM?
Sí, algunas veces.
No hay riesgos de explosión, ya que la gasificación es muy limitada. Aun así, la mayoría de las baterías VRLA están provistas de rejillas de ventilación a prueba de explosiones para protegerlas en caso de abuso por parte del usuario.
Si la batería se carga de forma abusiva o si el componente de carga de un inversor/UPS no funciona correctamente, la corriente de carga llevará a la batería a condiciones de desbordamiento térmico y la batería puede explotar.
Si los terminales también están en cortocircuito (uso abusivo de una batería), la batería puede explotar. Si hay una grieta o una unión inadecuada de las piezas mientras se quema el plomo («soldaduras en frío»), esta grieta será la causa del incendio y la batería puede explotar como resultado.
La principal causa de una explosión dentro o cerca de una batería es la creación de una «Chispa». Una chispa puede provocar una explosión si la concentración de gas hidrógeno en la pila o en sus proximidades es de aproximadamente 2,5 a 4,0% en volumen. El límite inferior de la mezcla explosiva de hidrógeno en el aire es del 4,1%, pero, por razones de seguridad, el hidrógeno no debe superar el 2%. El límite superior es el 74%. Se produce una fuerte explosión con violencia cuando la mezcla contiene 2 partes de hidrógeno por 1 de oxígeno. Esta condición prevalecerá cuando una batería inundada se sobrecargue con los tapones de ventilación firmemente atornillados a la tapa.
¿Cómo se carga la batería AGM?
Todas las baterías VRLA deben cargarse por uno de los dos métodos siguientes:
a. Método de corriente constante-tensión constante (CC-CV)
b. Método de tensión constante (CV)
Si la tensión de carga por CV es de 2,45 V por célula, la corriente (0,4C A) se mantendrá constante durante aproximadamente una hora y luego comenzará a disminuir y se estabilizará en unos 4 mA/ Ah después de unas 5 horas. Si la tensión de carga es de 2,3 V por célula, la corriente (0,3C A) se mantendrá constante durante unas dos horas y luego comenzará a disminuir y se estabilizará en unos pocos mA después de unas 6 horas.
Asimismo, la duración durante la cual la corriente permanecerá constante depende de la corriente inicial, como 0,1C A, 0,2C A, 0,3C A y 0,4C A y también de la tensión de carga, como 2,25 V, 2,30 V, 2,35, 2,40 Vans 2,45 V. Cuanto mayor sea la corriente o la tensión inicial, menor será el tiempo de permanencia en ese nivel de corriente.
Además, el tiempo para una carga completa será menor si la corriente o el voltaje seleccionados son mayores.
La batería VRLA no restringe la corriente inicial; por lo tanto, la mayor corriente inicial acortará el tiempo necesario para una carga completa.
En la carga CC los voltajes no suelen estar controlados. Por lo tanto, es posible el peligro de que las células permanezcan durante un tiempo apreciable a altas tensiones. Entonces puede producirse la gaseosidad y la corrosión de la rejilla. Por otro lado, el modo de carga CC garantiza que todas las células podrán alcanzar la recarga completa en cada ciclo o durante la carga de flotación. La sobrecarga es posible durante la carga CC. Por otro lado, la infracarga es el principal peligro con los modos CV
Ventajas y desventajas de la batería AGM
Ventajas y desventajas
VENTAJAS:
1 Las baterías AGM son eminentemente adecuadas para consumos elevados por su baja resistencia interna y en lugares donde se prohíben los odiosos vapores y rociados de ácido.
2 Las baterías AGM no se derraman y no requieren la adición de agua periódicamente. Por lo tanto, no necesitan mantenimiento en este sentido.
3 La batería AGM se puede utilizar en sus lados, excepto al revés. Esto supone una ventaja a la hora de instalarlo en el interior del aparato
4 La batería AGM puede instalarse en cualquier lugar del coche, no necesariamente en el compartimento del motor.
5 Las baterías AGM son muy resistentes a las vibraciones debido a su método de fabricación mediante AGM y compresión. Por lo tanto, es muy adecuado para las embarcaciones marítimas y para los lugares en los que la carretera tiene fama de tener baches y subidas y bajadas.
6 Las baterías AGM tienen una vida más larga en comparación con las baterías inundadas. Las placas son comparativamente más gruesas. Unas placas más gruesas significan una mayor vida útil. El usuario no puede manipular la batería o su electrolito y añadir impurezas, provocando así un fallo prematuro.
7 Debido a que las baterías AGM se fabrican con materiales muy puros en una atmósfera limpia, la tasa de autodescarga es muy baja. La tasa de la batería AGM es del 0,1 % por día, mientras que es casi 10 veces mayor para una batería inundada. Por lo tanto, las baterías destinadas a un almacenamiento prolongado necesitan cargas de refresco con menos frecuencia. La pérdida es sólo del 30% después de 12 meses si se almacena a 25ºC y a 10ºC, es sólo del %.
8 Debido a que la estratificación es insignificante, se necesitan menos cargas de igualación.
9 La evolución del gas hidrógeno durante la flotación se reduce en un factor de 10 en el caso de la batería AGM. La ventilación de la sala de baterías puede reducirse en un factor de 5 según la norma de seguridad EN 50 272-2.
10 No es necesario proteger con ácido el suelo y otras superficies de la sala de baterías.
DESVENTAJAS:
1. Las desventajas son mínimas. El coste de la batería es comparativamente mayor.
2. Si se carga de forma abusiva o si el cargador no funciona correctamente, la batería puede abultarse, estallar o, a veces, explotar.
3. En el caso de las aplicaciones SPV, las baterías AGM no son 100% eficientes. Una parte de la energía se pierde en el proceso de carga y descarga. Su eficacia es del 80-85 %. Podemos explicar esto en las siguientes líneas: Consideremos que un panel SPV produce 1000 Wh de energía, la batería AGM sólo podría almacenar 850Wh debido a la ineficiencia mencionada anteriormente.
4. La entrada de oxígeno a través de fugas en el contenedor, la tapa o el casquillo del poste descarga la placa negativa.
5. La polarización de la placa negativa se reduce debido a la recombinación del oxígeno en la placa negativa. En diseños de celdas inadecuados, la polarización negativa se pierde y la placa negativa se descarga, aunque la tensión de flotación esté por encima del circuito abierto.
6. Para evitar la desecación, la temperatura máxima de funcionamiento se reduce de 55°C a 45°C.
7. Las celdas VRLA no permiten las mismas posibilidades de inspección, como la medición de la densidad del ácido y la inspección visual, por lo que el conocimiento de una batería en pleno funcionamiento es reducido
¿Necesitan mantenimiento las baterías AGM?
No. Pero, requieren una carga de refresco si se mantienen sin usar. Las baterías pueden mantenerse en reposo durante un máximo de 10 a 12 meses a temperaturas normales. A temperaturas más bajas, la pérdida será mucho menor.
¿Cómo se mantiene una batería AGM?
Normalmente, no es necesario el mantenimiento de la batería AGM. Aunque los fabricantes de VRLAB afirman que no es necesario ecualizar la carga durante la operación de carga de flotación, para obtener una mayor vida útil de la batería, es mejor cargar las baterías en banco una vez cada 6 meses (baterías de más de 2 años) o 12 meses (baterías nuevas). Se trata de igualar todas las células y llevarlas al mismo estado de carga (SOC).
¿Es necesario cargar una batería AGM nueva?
En general, todas las baterías pierden capacidad debido a la autodescarga durante el almacenamiento y el transporte. Por lo tanto, es aconsejable dar una carga de refresco durante unas horas en función del tiempo transcurrido entre la fecha de fabricación y la instalación/ puesta en marcha. Las celdas de 2 V pueden cargarse a 2,3 o 2,4 V por celda hasta que la tensión de los terminales alcance los valores establecidos y mantenerla en este nivel durante 2 horas.
¿Son más seguras las baterías AGM?
Las baterías AGM (y las de gel) son mucho más seguras que las baterías inundadas. No son derramables y no emiten gas hidrógeno (si se cargan correctamente siguiendo las instrucciones del fabricante). Si se utiliza cualquier cargador normal o corriente para cargar la batería AGM, se debe tener cuidado de no permitir que la temperatura suba a más de 50ºC y que la tensión de los terminales supere los 14,4 V (para una batería de 12V).
¿Qué es la tensión de flotación de una batería AGM?
La mayoría de los fabricantes especifican de 2,25 a 2,30 V por célula con una compensación de temperatura de – 3 mV/célula (el punto de referencia es 25ºC).
Para las baterías cíclicas, la tensión de carga en modo CV es de 2,40 a 2,45 por célula (14,4 a 14,7 V para las baterías de 12V).
A una tensión de carga de flotación típica de 2,25 V por celda, la batería VRLA tiene una corriente de flotación de 45 mA por cada 100 Ah debido al efecto del ciclo de oxígeno, con una entrada de energía equivalente de 101,3 mW (2,25*45). En la batería inundada equivalente, la corriente de flotación es de 14 mA por 100 Ah, lo que corresponde a una entrada de energía de 31,5 mW (2,25V*14 mA).
Así, la corriente de flotación de los VRLA es más de tres veces superior.
Créditos: [R.F. Nelson en Rand, D.A.J; Moseley, P.T; Garche. J ; Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead- Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, pp. 258].
¿Puedo utilizar un cargador de goteo en una batería AGM?
Sí. ¿Qué es la carga por goteo? Es el método de dar una carga continua utilizando una pequeña corriente. Esto es para compensar la autodescarga de la batería AGM cuando no está conectada a ninguna carga.
¡¡Este fue un artículo inesperadamente largo!! Espero que te haya gustado.
