Comparación de baterías: ácido de plomo, gel y AGM
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Actualmente, hay tres tipos principales de baterías de almacenamiento en el mercado: plomo-ácido con electrolito líquido, gel y AGM. Todos tienen el mismo principio de funcionamiento, pero existen diferencias significativas en el dispositivo. Estas diferencias les otorgan características especiales, sin embargo, cada tipo tiene sus propias desventajas que deben tenerse en cuenta a la hora de elegir una batería.
Baterías de plomo-ácido con electrolito líquido
Este tipo de batería recargable es el más utilizado. Su diseño se ha mantenido prácticamente sin cambios desde su invención en 1859.
Dispositivo y principio de funcionamiento.
Hay seis compartimentos o latas aislados entre sí en la caja de la batería. Cada compartimento contiene placas de plomo y un electrolito líquido. Placas con cargas positivas y negativas (cátodo y ánodo). Las placas de plomo pueden contener impurezas de antimonio o silicio. El electrolito es una mezcla de ácido sulfúrico (35%) y agua destilada (65%). Entre las placas de plomo hay placas espaciadoras porosas llamadas separadores. Son necesarios para evitar cortocircuitos. Cada banco produce aproximadamente 2 V para un total de 12 V (conexión en cadena).
La corriente en las baterías de plomo-ácido se genera por una reacción electroquímica entre el dióxido de plomo y el ácido sulfúrico. Esto consume ácido sulfúrico, que se descompone. La densidad del electrolito disminuye. Cuando se carga desde un cargador o desde un generador de automóvil, se produce el proceso inverso (carga).
Ventajas y desventajas
El uso generalizado de baterías de plomo-ácido se ve facilitado por su diseño simple y confiable. Emiten corrientes de arranque bastante altas para arrancar el motor (hasta 500A), funcionan de manera estable hasta 3-5 años con un funcionamiento adecuado. La batería se puede cargar con corrientes aumentadas. Esto no dañará la capacidad de la batería. La principal ventaja es el precio asequible.
Las principales desventajas de este tipo de batería están asociadas al mantenimiento y funcionamiento. El electrolito es líquido. Por tanto, existe el peligro de que fluya. El ácido sulfúrico es un líquido muy corrosivo. Además, se emiten gases corrosivos durante el funcionamiento. Esto significa que la batería no se puede instalar dentro del vehículo, solo debajo del capó.
El conductor debe controlar periódicamente el nivel de carga de la batería y la densidad del electrolito. Si la batería se recarga, hierve. El agua se evapora y debe rellenarse periódicamente en los compartimentos. Solo se utiliza agua destilada.
No se debe permitir que el nivel de carga descienda por debajo del 50%. Se garantiza una descarga completa para destruir el dispositivo, ya que se produce una sulfatación profunda de las placas (formación de sulfato de plomo).
Es necesario almacenar y operar la batería en una posición vertical estricta para que el electrolito no se escape y las placas no se cierren entre sí. También puede producirse un cortocircuito como resultado del desmoronamiento de las placas.
En la estación fría, la batería generalmente se retira del automóvil para que no se congele. Esto puede suceder con el electrolito líquido. Una batería fría también funciona peor.
Baterías de gel
Las baterías de gel funcionan según los mismos principios que las baterías de plomo-ácido convencionales. Solo el electrolito del interior no está en estado líquido, sino en estado de gel. Esto se logró mediante la adición de gel de sílice que contenía silicio. El gel de sílice mantiene el electrolito en su interior. Separa placas positivas y negativas, es decir. sirve como separador. Para la fabricación de placas, solo se utiliza plomo altamente purificado sin impurezas. La disposición densa de placas y gel de sílice proporciona baja resistencia y, por lo tanto, carga rápida y altas corrientes de retroceso (800-1000 A por arrancador en el arranque).
La presencia de gel de sílice también ofrece una gran ventaja: la batería no teme a las descargas profundas.
El proceso de sulfatación en tales baterías es más lento. Los gases resultantes permanecen en el interior. Si se produce una formación de gas demasiado intensa, el exceso de gases escapa a través de válvulas especiales. Esto es malo para la capacidad de la batería, pero no es crítico. No es necesario recargar nada. Las baterías de gel no requieren mantenimiento.
Ventajas y desventajas
Hay más ventajas de las baterías de gel que desventajas. Debido al hecho de que el electrolito en el interior está en estado de gel, la batería se puede operar de manera segura en casi cualquier posición y lugar. Nada se derrama como puede hacerlo con el electrolito líquido. Incluso si la carcasa está dañada, la capacidad de la batería no se reduce.
La vida útil de una batería de gel con el cuidado adecuado es de unos 10 a 14 años. Dado que el proceso de sulfatación es lento, las placas no se desmoronan, y dicha batería se puede almacenar hasta por 3 años sin recargar y con una gran pérdida de capacidad. Por lo general, toma entre el 15 y el 20% de la carga por año.
La batería de gel puede soportar hasta 400 descargas completas. Esto se logra nuevamente debido al estado del electrolito. El nivel de carga se recupera rápidamente.
La baja resistencia permite que se entreguen altas corrientes de irrupción, lo que garantiza una alta eficiencia.
Las desventajas incluyen sensibilidad a sobrecargas y cortocircuitos. Por lo tanto, dichas baterías indican los parámetros de voltaje permitidos durante la carga. También necesita cargar con un voltaje del 10% de la capacidad de la batería. Incluso una ligera sobretensión puede provocar su avería. Por lo tanto, se recomienda utilizar cargadores especiales con dichas baterías.
En frío extremo, el gel de sílice también se puede congelar y perder en el recipiente. Aunque las baterías de gel resisten las heladas mejor que las baterías convencionales.
Una de las principales desventajas es también el alto costo de las baterías de gel en comparación con las simples.
Baterías AGM
El principio de funcionamiento de las baterías AGM es el mismo que para los dos tipos anteriores. La principal diferencia está en el diseño de los separadores y el estado del electrolito. Entre las placas de plomo hay fibra de vidrio, que está impregnada de electrolito. AGM son las siglas de Absorbed Glass Mat o Absorbed Glass Fiber. Para las placas, también se utiliza solo plomo puro.
La fibra de vidrio y las placas se presionan firmemente entre sí. El electrolito es retenido por la porosidad del material. Se crea una baja resistencia que afecta la velocidad de carga y la alta corriente de arranque.
Estas baterías también se clasifican como baterías libres de mantenimiento. La sulfatación es lenta, los platos no se desmoronan. El electrolito no fluye y prácticamente no se evapora. El exceso de gases se escapa a través de válvulas especiales.
Otra característica de las baterías AGM es la capacidad de torcer las placas en rollos o espirales. Cada compartimento tiene forma de cilindro. Esto aumenta el área de interacción y mejora la resistencia a las vibraciones. Las baterías con este diseño se pueden ver en la conocida marca OPTIMA.
Ventajas y desventajas
Las baterías AGM se pueden utilizar y almacenar en cualquier lugar. El cuerpo está sellado. Solo necesita controlar el nivel de carga y el estado de los terminales. El dispositivo se puede almacenar durante 3 años, mientras que pierde solo el 15-20% de la carga por año.
Estas baterías dan altas corrientes de arranque de hasta 1000 A. Esto es varias veces más alto de lo habitual.
Las descargas completas no dan miedo. La batería puede soportar 200 descargas cero, hasta 500 medias descargas y 1000 descargas al 30%.
Las baterías AGM funcionan mejor a bajas temperaturas. Incluso en heladas severas, las características no disminuyen. También toleran altas temperaturas hasta 60-70 ° C.
Al igual que las baterías de gel, los AGM son sensibles a la carga. Una ligera sobrecorriente dañará la batería. Por encima de 15 V ya es crítico. Además, no se debe permitir un cortocircuito. Por lo tanto, siempre debe usar un cargador dedicado.
Las baterías AGM cuestan varias veces más que las convencionales, incluso más caras que las de gel.
Hallazgos
Incluso con ventajas tan significativas, las baterías de gel y AGM no pueden exprimir las baterías de plomo-ácido. Estos últimos son más asequibles y hacen bien su trabajo en un automóvil. Incluso en la estación fría, 350-400 A es suficiente para que el motor de arranque arranque el motor.
En un automóvil, las baterías AGM o de gel solo serán relevantes si hay una gran cantidad de consumidores que consumen energía. Por lo tanto, han encontrado una aplicación más amplia como dispositivos de almacenamiento de energía de paneles solares, parques eólicos, en hogares o como fuente de energía y en varios dispositivos portátiles.
