Orígenes de la batería de plomo ácido

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Orígenes de la duración de la batería de ácido plomo

Es cierto que las baterías son una de las principales innovaciones que se han combinado con otras tecnologías para dar forma al mundo industrial moderno. Desde el uso industrial hasta el doméstico y el uso personal, realmente nos han dado libertades y posibilidades que serían imposibles sin almacenamiento de energía portátil y estacionario.

Está muy claro para cualquier humano moderno, que la marcha de la batería en más y más aspectos de nuestra vida diaria está en un rápido aumento, desde un solo uso de una sola célula en dispositivos portátiles como un alcalino AA para un ratón de computadora o una celda de botón de zinc-aire utilizado en un reloj de pulsera, a un sistema de almacenamiento de energía de batería de megavatios a escala de cuadrícula (BESS). A pesar de esta plétora de químicas y aplicaciones, es la química de la batería de ácido plomo que sigue siendo, después de 160 años desde su invención, el proveedor más prolífico de energía almacenada en el planeta. higo. 1 muestra el desglose de las ventas de baterías por tipo y MWh vendidos en los últimos 27 años

Ventajas y desventajas de la batería de ácido plomo
Fig 1 desglose de las ventas de baterías por tipo y MWh
Fig 2 La batería de Bagdad
Fig – 2 La batería de Bagdad

Esto es una sorpresa para algunos que piensan que el li-ion es la tecnología más vendida. Esto es cierto, pero sólo en valor, no en, capacidad. Debido a su mayor costo por kWh, la batería de iones de litio tiene un mayor valor de ventas y mayores ingresos que el plomo. Sin embargo, esta es una de las razones por las que las baterías de plomo ácido (LAB) han perdurado tanto tiempo en un entorno comercial altamente competitivo y cambiante.

En este blog, nos fijamos en la invención de las baterías de plomo ácido – una batería de almacenamiento electroquímico, y rastrear sus orígenes a través de la historia, desde los primeros ejemplos conocidos de células electroquímicas hasta las versiones modernas VRLA y bipolar.

En 1749, Benjamin Franklin, el polímata de Los Estados Unidos, utilizó por primera vez el término «batería» para describir un conjunto de capacitores vinculados que utilizó para sus experimentos con electricidad. Estos capacitores eran paneles de vidrio recubiertos con metal en cada superficie. Estos capacitores fueron cargados con un generador estático y descargados tocando metal a su electrodo. Vincularlos en una «batería» dio una descarga más fuerte. Originalmente tenía el significado genérico de «un grupo de dos o más objetos similares que funcionan juntos», como en una batería de artillería, el término se utilizaba para pilas voltaicas y dispositivos similares en los que muchas células electroquímicas estaban conectadas entre sí.

La batería de plomo ácido es un dispositivo de almacenamiento electroquímico y como tal tiene el mismo principio de proporcionar una corriente eléctrica y voltaje que todas las demás baterías electroquímicas, algunas de las cuales precedieron a la adopción de ácido de plomo como un método de almacenamiento y suministro de electricidad. Sin embargo, fue la primera batería que era recargable. Esto significaba que podía ser utilizado muchas veces y llevado de vuelta a su estado completo de carga cuando sea necesario. Fue esto lo que lo diferenciaba de otras químicas de baterías de su tiempo.

Volver a cuando se inventó la primera célula electroquímica es un poco controvertido. Hay un antiguo hallazgo babilónico que algunos afirman que es una célula electroquímica en funcionamiento. higo. 2 es una imagen de lo que se ha conocido como la «batería de Bagdad». No hay consenso en que estos recipientes se utilizaran como baterías ni tenían ningún propósito electroquímico. Sin embargo, si se llena con un electrolito como ácido acético, producirán una corriente y una tensión. Dos metales diferentes en un conductor iónico – ¿cómo no podrían?

Sea cual sea el caso real, necesitamos avanzar casi 3.000 años hasta el siglo XVIII cuando dos holandeses, Musschenbroek y Cunaeus, junto con el científico alemán Ewald Georg von Kleist, hicieron una versión de trabajo del tarro leydon. Esto era esencialmente un condensador y todavía no es una batería verdadera. Fue el francés Allesandro Volta quien inventó lo que llamaríamos la primera célula electroquímica en 1800, ahora conocida como Voltaic Pile de Volta, Esta era esencialmente una torre vertical de discos alternados de cobre y zinc con tela empapada de salmuera entre ellos, Fig. 3

Los problemas prácticos con esta primera batería son bastante obvios (pantalones cortos laterales de la fuga de electrolito, mantener el paño húmedo, etc.). Sin embargo, sí producía un choque sustancial, y cuando se hicieron conexiones en serie entre células individuales, dio una sacudida aún mayor. Sin embargo, no era una manera ideal de almacenar y suministrar electricidad. Se realizaron algunas mejoras en el diseño que permitió que las baterías se hicieran conectando las células contenidas en frascos de vidrio individuales y fue un escocés, William Cruickshank, quien hizo una construcción de caja y puso las placas de su lado en lugar de en una pila. Esto se conoció como la batería de la vaguada y fue, de hecho, el precursor de casi todas las construcciones modernas de la batería.

Sin embargo, el gran problema con cualquiera de estos diseños, era que no eran recargables. Una descarga y tenías que poner nuevas placas y electrolitos y empezar de nuevo. No es realmente una solución práctica para almacenar y proporcionar electricidad.

No fue hasta 1859 que un francés, Gustav Planté, inventó la primera célula electroquímica recargable del mundo. Se trataba de una doble hoja de plomo en espiral separada por una tira de goma, sumergida en un electrolito de ácido sulfúrico y contenida en un frasco de vidrio Fig. 4.

Fig 3 Volta’s Voltaic Pile Battery
Fig 3 Volta's Voltaic Pile Battery
Figura 4 Gustav Planté
Figura 4 Gustav Planté

Las placas se cargaban eléctricamente a plomo y dióxido de plomo con cables de despegue unidos a cada hoja de plomo. La diferencia potencial entre las placas fue de 2 voltios. Dio un voltaje sostenido más alto y corriente que la pila voltaica pero, lo que es más importante, podría ser recargado de una fuente eléctrica sin reemplazar ninguno de los componentes. Esta capacidad de recarga y las mayores duraciones de voltaje y corriente más larga de esta química llegaron en un momento oportuno en la industrialización y ayudaron en la propagación de las telecomunicaciones y la energía de respaldo donde los suministros de red no eran fiables.

Mientras que la batería se convirtió en una sensación de la noche a la mañana en el negocio del suministro de energía, todavía era limitada en su capacidad. Esto siguió siendo un problema hasta que Camille Alphonse Fauré hizo un gran avance en la comercialización de la batería de plomo ácido en 1880. Con el fin de aumentar la duración de la corriente durante su descarga, tuvo la idea de recubrir las láminas de plomo con una pasta de óxidos de plomo, ácido sulfúrico y agua. Luego desarrolló el proceso de curado mediante el cual las placas recubiertas se colocaban en una atmósfera cálida y húmeda.

En estas condiciones, la mezcla de pasta formó sulfatos básicos de plomo que también reaccionaron con los electrodos de plomo para formar un enlace de baja resistencia. Las placas se cargaron entonces en ácido sulfúrico y la pasta curada se convirtió en material electroquímico activo. Esto dio una capacidad mucho mayor que la célula original de Planté.

También en 1881, Ernest Volkmar reemplazó el conductor de la hoja de plomo mediante el uso de una rejilla de plomo. Este diseño de rejilla tenía el doble beneficio de proporcionar más espacio para el material activo, lo que dio una batería de mayor capacidad y también permitió una mejor unión del material activo a la red.

Estos dos beneficios dan una menor resistencia y una batería más robusta con una mayor densidad de energía específica. Scudamore Sellon mejoró en esto mediante la adición de antimonio al plomo para hacer la rejilla lo suficientemente rígida como para procesar mecánicamente y realmente empezar a introducir velocidades de producción más rápidas. 1881 fue, de hecho, un año de innovación de productos impulsado por los nuevos usos emergentes para un suministro eléctrico portátil, como el primer vehículo eléctrico accionado por baterías recargables, un scooter de 3 ruedas de Gustave Trouvé que alcanzó un asombroso 12km/hora.

¡Una pesadilla de seguros! En 1886 el primer submarino alimentado por batería de plomo ácido fue lanzado en Francia. También tuvimos el primer diseño tubular de placa para batería de plomo ácido, diseñado por S.C. Currie que dio una mejor vida de ciclo y densidad de energía.

Por ahora las baterías de plomo ácido estaban en un rollo y en 1899 Camille Jenatzy llegó a 109 km/h en un coche eléctrico alimentado por baterías de plomo ácido. Con esta marcha de energía eléctrica, que incluye la instalación del sistema de distribución de electricidad parisino en 1882 y la aparición del telégrafo eléctrico Morse en los EE.UU., era evidente que la batería de plomo ácido tuvo que ser producida de manera comercial adecuada.

Fig 5. Camille Jenatzy en su vehículo eléctrico de 105Kmh
Fig 5. Camille Jenatzy en su vehículo eléctrico de 105Km/h "Jamais Contente" Su esposa, en la foto aquí, presumiblemente está usando el paraguas como el primer freno de paracaídas.
Fig 6. Genzo Shimadzu’s Lead Suboxide Manufacturing Machine
Fig 6. Máquina de fabricación de suboxuro principal de Genzo Shimadzu

Inicio de la modernización de la construcción de baterías de plomo ácido

El proceso de producción de óxido de plomo y diseño existente no se prestó fácilmente a los métodos de producción en masa. La demanda de baterías de plomo ácido en esta era fue rápidamente la superación de la capacidad de producción. Se requerían urgentemente nuevos métodos y diseños de baterías amigables con la producción. El primer avance llegó en 1898 cuando George Barton patentó un nuevo y mucho más rápido método de producción del óxido de plomo utilizado para hacer el material activo inventado por Fauré. Barton utilizó el método tradicional de fusión y oxidación del plomo utilizando aire caliente. Su innovación fue producir gotas finas creadas por la agitación del plomo fundido que luego fue sometido a una corriente de aire humidificado de flujo rápido.

  • Esto tenía las dos ventajas de acelerar en gran medida el proceso y proporcionar un tamaño de partícula mucho más fino que el método tradicional que requería una molienda adicional para dar un producto adecuado para el material activo de la batería. No fue hasta 30 años más tarde que genzo Shimadzu de la Corporación Shimadzu inventó un proceso alternativo.
  • Su método era lanzar pequeñas pepitas de plomo y apilarlas en un molino de bolas giratorio con aire caliente soplado a través. Esto creó óxido de superficie en las pepitas quebradizas y se deslizó y luego se molió hasta un polvo fino. La velocidad de flujo de aire se controló para transportar tamaños particulares de partículas fuera del molino y almacenarlas en silos listos para la mezcla de pasta.

  • Estos primeros métodos de fabricación de óxido de plomo para la industria de la batería han permanecido sin oposición durante casi un siglo. Los recientes avances en la búsqueda de métodos de reciclaje de baterías más respetuosos con el medio ambiente (precipitación principal de soluciones de acetato de plomo) pueden, en el futuro, proporcionar métodos de producción alternativos, pero por ahora, todavía no hay una alternativa práctica.
    El diseño de Gaston Planté no era una solución práctica para una batería producida en masa. Incluso las mejoras de Fauré y el escocés William Cruickshank, que colocaron elementos de placa Planté en compartimentos de caja para formar una batería conectada en serie, no proporcionaron fiabilidad ni capacidad de producción en masa.

Es el ingeniero e inventor luxemburgués Henri Owen Tudor quien se le atribuye el desarrollo del primer diseño práctico de baterías de plomo ácido en 1866. Estableció su primera planta de fabricación en Rosport, Luxemburgo y continuó con otros inversores para establecer fábricas en toda Europa. La clave de su éxito fue una placa de batería más robusta, que era más duradera que el diseño existente.

batería de plomo ácido trabajando

Alrededor de este tiempo, Genzo Shimadzu estaba montando la primera fábrica de fabricación de baterías de plomo ácido en Japón, y produjo una batería de almacenamiento de plomo ácido de placa pegada con una capacidad de 10 Ah. Este fue el comienzo de la compañía japonesa ahora conocida, las baterías GS. Ambas compañías fueron pioneras en los procesos modernos y dieron a las baterías de plomo ácido una mayor fiabilidad y vida útil.

El siglo XX proporcionó muchas mejoras para la batería de plomo ácido. Las mejoras comenzaron con los materiales de construcción. Hasta las primeras dos décadas en el siglo XX, los contenedores de pilas de batería consistían en cajas de madera forradas con goma o paso. A principios de la década de 1920, las técnicas de moldeo de caucho duro (ebonita) habían mejorado hasta el punto en que era posible proporcionar cajas de caucho duro multicelulares, a prueba de fugas para albergar células de ácido de plomo conectadas en serie. El uso de tapas selladas de paso hizo posible tener sellado, sobre las conexiones de plomo superior entre las células. Esta construcción, combinada con separadores de madera y placas muy gruesas, duró hasta principios de la década de 1950.

Duración de la batería de ácido plomo

Los desarrollos en el interior de la batería no se quedó completamente quieto durante este período. Los separadores de fibra de celulosa, impregnados con resina se convirtieron en una opción ligera y de menor resistencia al separador de madera. Estas ventajas y su menor desplazamiento de ácido dieron más posibilidades de diseño que permitieron mayores capacidades y un mejor rendimiento de descarga de alta velocidad. Las mejoras en las aleaciones de plomo-antimonio dieron una rejilla más robusta, capaz de soportar procesos más automatizados y eventualmente permitir el pegado de la máquina. Aditivos en la pasta como el carbono para la placa negativa y las fibras celulósicas en el material activo de la placa positiva, dieron un impulso importante a la vida útil del ciclo de las baterías de plomo ácido.

Fig 7 The trough battery which was in essence a Voltaic Pile laid down to prevent electrolyte leakage
Fig 7 La batería de la vaguada, que era en esencia una pila Voltaic colocada para evitar fugas de electrolitos
Fig 8 1940s estado de la técnica, caja de goma dura batería de arranque de coche con conectores intercelarios superiores externos
Fig 8 1940s estado de la técnica, caja de goma dura batería de arranque de coche con conectores intercelarios superiores externos

Fue, sin embargo, a principios de la década de 1950, cuando los plásticos comenzaron a convertirse en una parte integral de nuestra forma de vida moderna, que los materiales de la batería y los métodos de procesamiento realmente comenzaron a cambiar. Las propiedades físicas y químicas, más la gama de diferentes plásticos disponibles, significaron que los métodos de construcción y producción de baterías podrían ser seriamente revisados en la segunda mitad del siglo XX. A esto se añaden los avances en la metalurgia de las aleaciones de plomo utilizadas en la fabricación de rejillas, y la industria de la batería experimentó una aceleración seria en la mejora del rendimiento y el costo de sus productos durante este período.

Es realmente difícil saber por dónde empezar a enumerar los acontecimientos más importantes, por lo que tal vez un orden cronológico sería el más apropiado. Mucho de esto es un recuerdo personal en lugar de hecho histórico directo, pero es lo suficientemente preciso como para ser un relato razonable de los pasos tecnológicos que condujeron a los diseños actuales de la batería de plomo ácido. Creo que volviendo a la década de 1960 vimos el pegado de máquinas de placas y la fundición semiautomática de rejillas alcanzar estándares más altos de precisión y control.

Esto condujo a un reemplazo gradual de la fundición a mano y el pegado a mano por la fundición de rejilla de molde de libro mucho más rápido y la paleta – métodos de pegado de la correa rodante para placas simples o dobles. Ambas técnicas dieron mayores niveles de producción y un mejor control sobre la rejilla y los pesos y dimensiones del material activo. El impacto inicial de esto fue ahorrar dinero tanto en costos de mano de obra como de materiales. El efecto secundario fue que allanó el camino para las bandas de tolerancia más estrechas requeridas por las baterías de recombinación.

Esto sólo era posible, por supuesto, debido a la conexión a través de la pared de las correas de la batería dentro de las células. Esta técnica de soldadura por compresión es un héroe no cantado del mundo de la ingeniería de baterías. En esencia, es un dispositivo muy inteligente que utiliza el valor de resistencia de los despegues de plomo electrofusibles fundidos para determinar cuándo el orificio de partición entre celdas se había llenado con plomo.

Este método eliminó el cable de gama alta pesado y caro y permitió utilizar una placa de espejo calentada mucho más simple para sellar la caja y la tapa. Esto es sin poner el conjunto al revés como con los métodos de resina y pegamento. Este método de montaje no solo mejoró las tasas de producción y redujo los costes, sino que también eliminó virtualmente una de las principales causas de las devoluciones de garantía: la fuga de ácido.

Los avances en la tecnología de separador también ayudaron a la ingeniería de mejores métodos de producción, así como a abordar un modo común de falla de la batería, el de los cortocircuitos internos. Inicialmente, la rigidez mecánica del celulósico y luego los separadores de pvc sinterado permitían el apilamiento automático de las baterías. Esto condujo al desarrollo del molde en la correa y el montaje automático de la batería de plomo ácido. Esto fue un gran avance. El método de unión de placas hasta este punto siempre había sido la quema manual, utilizando un molde de barra de bus dividido con ranuras en las que las placas se insertaban a mano. Luego se soldaron manualmente mediante la fusión de una varilla de aleación de plomo en el molde utilizando una antorcha de oxi-acetileno.

Esto todavía está en uso hoy en día, pero se limita principalmente a baterías industriales más grandes que son difíciles de manejar con equipos automatizados. Aparte de la baja productividad, ha sido una fuente importante de fallas en la garantía en la industria. Debido a que las placas están soldadas en posición vertical, existe la posibilidad de que el plomo fundido pueda filtrarse de los huecos en el molde de la barra de bus entre las placas para crear un cortocircuito inmediato o futuro.

Diagrama de la batería de ácido plomo

Fig 9. The familiar polypropylene case and lid of the modern battery
Fig 9. La conocida caja de polipropileno y la tapa de la batería moderna
Fig 10. Modern cast on strap automated battery assembly
Fig 10. Moderno moldeado en el conjunto automatizado de la batería de la correa

El método de fundición en correa, particularmente para baterías SLI más pequeñas, ha reemplazado la operación manual de combustión manual. Aunque es una opción costosa, da cero corridas de plomo, y si se utiliza la limpieza correcta de la asa y el flujo, también da una mejor, menor resistencia a la soldadura de la correa. Un refinamiento adicional a este proceso es el método de apilamiento de ajuste. La llegada del separador de polietileno que es altamente flexible y soldable ha hecho que las baterías se pueden hacer con placas completamente aisladas.

En este método, las placas positivas o negativas se pueden insertar automáticamente en una tira separadora, la tira doblada y cortada alrededor de la placa y luego ya sea usando calor, ultrasonidos o engarzado, forman un sello completo alrededor de la placa. Este método, combinado con la inserción automática de cola y la inserción automática de grupo en la caja de la batería, proporciona altas tasas de producción, garantías bajas y, quizás lo más importante, reduce en gran medida la exposición al plomo del operador.

Hasta la década de 1970, las baterías de plomo ácido tenían algunos defectos graves. Estos fueron altos costos de mantenimiento debido a la pérdida de agua con la producción de humos ácidos y gases explosivos a cargo. Este fue un costo serio para muchas actividades industriales, particularmente la industria de montacargas de horquillas que requiere salas de carga especiales con extracto y procedimientos de recarga de agua constante para evitar el secado de la batería. La solución a estos problemas comenzó a surgir en la década de 1970 cuando los fabricantes de baterías cambiaron a aleaciones de bajo antimonio para las baterías de los automóviles.

Tipos de baterías de ácido plomo

Aunque esto fue inicialmente para ahorrar costos, pronto se descubrió que combinado con la carga del alternador controlado por voltaje en un automóvil, la pérdida de agua de la batería, y por lo tanto el mantenimiento de la recarga se redujo drásticamente. En poco tiempo, las aleaciones de plomo-antimonio se redujeron a 1.8% Sb en comparación con el 11% utilizado para la primera mitad del siglo. Esto, en esencia, dio baterías SLI inundadas y sin mantenimiento.

La idea de usar una aleación de plomo de bajo gaseoso tomó impulso en los años 80 cuando la batería de ácido de plomo de electrolito hambriento comenzó a aparecer en el contenedor de baterías ahora familiar utilizando las mismas placas y diseños de rejilla que la gama inundada estándar. Se trataba de una batería completamente sellada que no perdería agua ni liberaría gases explosivos. El hidrógeno y el oxígeno producidos en los electrodos se sostendrían en la batería en un electrolito inmovilizado y se volverían acombinar para formar agua.

El ácido se inmovilizó ya sea mezclando con sílice para formar un GEL o manteniéndose en suspensión en un separador de estera de vidrio altamente comprimido. Aunque la batería de plomo ácido regulada por válvulas había estado en uso comercial desde la década de 1960 (Sonnenschein then Gates), estos diseños utilizaban plomo puro para las rejillas, que es muy suave. Esto significaba que las posibilidades de diseño y los métodos de procesamiento eran limitados.

Se diseñaron nuevas aleaciones que eliminaron completamente el antimonio y sustituyeron el calcio como agente de endurecimiento. Esto efectivamente elevó el hidrógeno y el oxígeno sobrepotencial en el plomo por encima de los 2,4 voltios por umbral de carga de la célula, lo que permitiría la recarga dentro de 15 horas, o un ciclo por día de funcionamiento. Sin embargo, problemas graves ocurrieron a principios de la década de 1980 cuando fallas masivas de la batería debido a lo que se denomina pérdida prematura de capacidad o PCL golpeó a la mayoría de las compañías de baterías muy duro. Esta fue efectivamente una pérdida de capacidad muy rápida sufrida por las baterías de plomo ácido en las primeras semanas o meses de estar en servicio.

Finalmente se resolvió en la década de 1990 con la introducción de estaño en la aleación de plomo. La acción precisa del estaño en la interfaz y la integridad del material activo es discutible, pero se encontró que funcionaba. Un efecto secundario fue que si el equilibrio entre el estaño y el calcio en la cuadrícula positiva era incorrecto, entonces esto podría conducir a un fallo catastrófico de corrosión de la red. El trabajo de David Prengaman en los años 90 resolvió esto y ahora disfrutamos razonablemente de baterías de plomo ácido sin problemas y sin mantenimiento.

Maquinaria de fabricación de baterías de plomo ácido

Fig 11. Baterías modernas de última generación, selladas VRLA TGel con construcción de placas tubulares y última tecnología de aleación
Fig 11. Baterías modernas de última generación, selladas VRLA TGel con construcción de placas tubulares y última tecnología de aleación
Fig 12. Moderno conjunto de baterías automatizadas fundidos en correa
Fig - 12. Moderno conjunto de baterías automatizadas fundidos en correa

Durante la década de 1980 el diseño tubular de la placa también sufrió algunos cambios radicales. Desde sus inicios en 1910 hasta mediados de los años 60 había utilizado cilindros de caucho porosos individuales montados en las espinas de la rejilla para sostener el material activo. Esto fue reemplazado por el uso de tubos individuales de fibra de vidrio impregnados de resina (pg). Debido a las altas tasas de chatarra y la dificultad física de tratar con este producto en un entorno de producción en masa, se desarrolló el guante multitubo tejido. Esto creó una sola unidad de la rejilla sin rellenar y el portador de material activo.

En la década de 1980, las bolsas de PT multitubo habían tomado casi por completo el tubo de pg que sólo estaba todavía en uso debido a la falsa economía de tener un costo más bajo. El guante de bolsas PT ahora permitía la automatización del segmento de fundición e inserción de la columna vertebral de la producción de placas. Los desarrollos posteriores a finales de los años 80 extendieron esto a llenar la placa con material activo.

Fue Hadi quien lideró el camino para producir una línea completamente automatizada desde la fundición de la columna vertebral hasta el llenado, tapado y secado/curado de las placas. Fue durante este período que también se introdujeron métodos automatizados, ya sea húmedos o llenos de lodos. Estos métodos fueron mucho mejores desde el punto de vista de la salud y la seguridad, ya que redujeron el plomo en los problemas de aire de las alternativas de llenado de polvo seco.

El segundo milenio se había estado concentrando en nuevos problemas para las baterías de plomo ácido. El stop-start, y algunas otras aplicaciones, han puesto de relieve problemas para las baterías de plomo ácido inundadas que funcionan en condiciones de estado de carga parcial (PSoC). En esto, el material activo en las placas se vuelve más grueso con una superficie efectiva más baja. El material es, por lo tanto, menos reactivo, lo que proporciona capacidades más bajas y menor capacidad de descarga de alta velocidad.

Para combatir este trabajo sustancial se está llevando a cabo para encontrar aditivos, a saber, carbono en diferentes formas que prevenga este engrosamiento y mejore la conductividad del material activo. Esto también mejora la aceptación de la carga (importante en el uso de start-stop) así como proporcionando núcleos para la precipitación en condiciones de PSoC para prevenir el engrosamiento de partículas AM. Se ha informado de cierto éxito, pero no hay pruebas sustantivas de que estos costosos aditivos hayan sido adoptados universalmente.

Los proveedores de aditivos y fabricantes de separadores han realizado un trabajo sustancial para mejorar tanto el PSoC como el rendimiento eléctrico de las baterías de plomo ácido. Se están comercializando nuevos diseños de separadores que evitan la estratificación del ácido en condiciones de PSoC, al igual que separadores con aditivos incorporados para ayudar a reducir el engrosamiento de partículas en el material activo. Esto es cada vez más importante a medida que el mercado tradicional de SLI cambia para adaptarse al auge del vehículo eléctrico y sus variantes híbridas.

Aplicaciones de baterías de ácido plomo

A medida que el motor de combustión interna comienza a desvanecerse de nuestras carreteras y el mercado de vehículos eléctricos continúa expandiéndose, la batería de plomo ácido, aunque sigue siendo la tecnología más vendida en los mercados de almacenamiento de energía de hoy en día, tendrá que someterse a nuevas adaptaciones. Los nuevos diseños, como la versión bipolar, ofrecen densidades de energía y energía mucho más altas y un menor costo debido al uso de sustancialmente menos plomo en su construcción.

Fig 13. Diagrama esquemático de construcción de baterías bipolares
Fig - 13. Diagrama esquemático de construcción de baterías bipolares
Fig 14. Unidades de almacenamiento de energía a escala de red
Higuera - 14. Unidades de almacenamiento de energía a escala de red

El auge de los nuevos mercados, en particular el almacenamiento de energía, ofrece nuevas oportunidades para las baterías de plomo ácido. Concentrarse en una mejor vida útil del ciclo, eficiencia energética y menor costo dará un retorno de la inversión mucho más atractivo a aquellas empresas que instalan sistemas a escala de red. A pesar de la posible disminución del mercado de SLI del creciente sector de los vehículos eléctricos, las baterías de ácido principal todavía tienen un enorme potencial de mercado. Sin embargo, depende tanto del marketing como de la tecnología. Los nuevos sistemas de baterías, en particular las químicas de baterías de iones de litio, todavía tienen las preocupaciones ambientales significativas de la falta de infraestructura de reciclaje o eliminación además de su alto costo inicial.

Esto podría significar un costoso shock al final de la vida útil si se aplican costos de eliminación de baterías, lo que para muchas empresas con grandes inversiones en baterías podría ser sustancial. Esto y el alto costo de compra significan que el ROI para la batería de iones de litio es mucho menos atractivo que la batería de plomo ácido en la mayoría de las aplicaciones existentes y emergentes. En el mercado de vehículos eléctricos, por ejemplo, muchos propietarios de rickshaw eléctrico no quieren el costo de capital de una batería de iones de litio y están felices de usar su contraparte de ácido plomo inundado.

En resumen, lo que podemos decir es que el ácido plomo todavía está evolucionando para satisfacer las nuevas aplicaciones y nuevos entornos de mercado. Con nuevos métodos más baratos y más seguros para el medio ambiente de reciclar baterías de plomo ácido que se están desarrollando, sigue siendo la batería más respetuosa con el medio ambiente, fiable y segura que se puede comprar. Y tiene un precio muy bajo. Piense en eso la próxima vez que haga una comparación entre las químicas de la batería de la competencia.

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