Una batería de plomo-ácido es una batería recargable que almacena energía eléctrica mediante una reacción química entre placas de plomo y ácido sulfúrico. Inventada por Gaston Planté en 1859, sigue siendo la tecnología de batería recargable más antigua en uso generalizado y la base de las aplicaciones de automoción, motocicleta, tracción eléctrica y almacenamiento estacionario de energía.

¿Qué es una batería de plomo-ácido?

Una batería de plomo-ácido es una batería secundaria (recargable) en la que el electrodo positivo es de dióxido de plomo (PbO2), el electrodo negativo de plomo esponjoso (Pb) y el electrolito es ácido sulfúrico diluido. Cada celda aporta una tensión nominal de unos 2 voltios, y las celdas se conectan en serie para alcanzar la tensión del sistema: seis celdas en una batería de automoción de 12 V, tres en una de 6 V.

La química de esta construcción es la que hace recargable a la batería: los productos de la descarga (sulfato de plomo y agua) pueden volver a convertirse en los materiales originales haciendo circular corriente en sentido contrario. Para la visión más amplia de cómo cualquier batería convierte química en electricidad, consulte nuestra guía ¿Qué es una batería?

¿Cómo funciona una batería de plomo-ácido?

El principio de funcionamiento es una reacción química reversible conocida como teoría de la doble sulfatación. Durante la descarga, ambas placas reaccionan con el ácido sulfúrico del electrolito y forman sulfato de plomo (PbSO4), mientras la concentración de ácido en el electrolito baja. Durante la carga, la reacción se invierte: el sulfato de plomo se transforma de nuevo en dióxido de plomo y plomo esponjoso, y el ácido regresa al electrolito.

Descarga: Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O   |   Carga: 2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2H2SO4

Como el electrolito participa en la reacción, el estado de carga puede leerse directamente en la gravedad específica del ácido con un hidrómetro. Si una batería descargada se deja sin recargar, el sulfato de plomo de las placas se endurece en una forma que resiste la carga normal, una condición llamada sulfatación que provoca pérdida permanente de capacidad. Recargar a tiempo es, por tanto, el hábito más importante para la salud de una batería de plomo-ácido.

Construcción de una batería de plomo-ácido

Una batería de plomo-ácido es deliberadamente sencilla: placas planas y pesadas se apilan con separadores porosos entre ellas, se sumergen en el electrolito y se cierran dentro de una carcasa resistente a impactos y al ácido. Nueve componentes hacen todo el trabajo:

Tipos principales de baterías de plomo-ácido

Las baterías de plomo-ácido se dividen en dos grandes familias. Las baterías inundadas (ventiladas) mantienen las placas sumergidas en electrolito líquido y pueden requerir un relleno periódico de agua destilada. Las baterías reguladas por válvula (VRLA) inmovilizan el electrolito, absorbido en matiz de fibra de vidrio (AGM) o fijado en gel de sílice (GEL), lo que permite sellarlas y operarlas sin mantenimiento. Dentro de estas familias, las construcciones de placa tubular como OPzV y OPzS están diseñadas para una larga duración en servicio estacionario y de ciclo profundo.

Cada tipo equilibra de forma distinta coste, mantenimiento, resistencia a la vibración, resistencia al ciclo profundo y potencia de arranque, y cada uno se adapta a aplicaciones diferentes, del arranque SLI en automóviles al almacenamiento de energía solar. Las comparamos en detalle en nuestra guía dedicada, Tipos de baterías de plomo-ácido.

Tecnologías clave de la batería de plomo-ácido

Dentro de los tipos principales, varias tecnologías probadas refinan el concepto básico del plomo-ácido para usos específicos: arranque, start-stop, ciclo profundo y larga vida en flotación en sistemas remotos. Nuestro equipo de ingeniería documenta cada una en la sección Tecnologías de este sitio:

Preguntas frecuentes

¿Cuántas celdas tiene una batería de plomo-ácido de 12 voltios?

Seis. Cada celda de plomo-ácido aporta unos 2 voltios, y las seis celdas van conectadas en serie dentro de la carcasa para entregar 12 voltios. Una batería de 6 V contiene tres celdas.

¿Cuál es la diferencia entre baterías AGM, GEL e inundadas?

La diferencia está en el estado del electrolito. Las baterías inundadas mantienen ácido líquido que puede comprobarse y rellenarse; las AGM absorben el ácido en mantas de fibra de vidrio; las GEL fijan el ácido en un gel de sílice. AGM y GEL son construcciones VRLA selladas que no necesitan relleno de agua.

¿Qué causa la sulfatación en una batería de plomo-ácido?

La sulfatación se desarrolla cuando una batería se almacena o se cicla en estado parcialmente descargado, especialmente con temperaturas cálidas: el sulfato de plomo formado en la descarga se endurece en una forma que resiste la carga normal, con pérdida permanente de capacidad. Recargar puntualmente después de cada descarga la evita.

¿Se puede congelar una batería de plomo-ácido?

Una batería totalmente cargada no se congela hasta unos -65 °F (alrededor de -54 °C), porque su electrolito es una solución ácida concentrada. Una batería profundamente descargada, cuyo electrolito se ha quedado casi en agua, puede congelarse a temperaturas de hasta 32 °F (0 °C): una razón más para mantenerla cargada.

¿Cómo se debe mantener una batería de plomo-ácido durante el almacenamiento?

Compruebe el estado de carga periódicamente y recargue cuando baje, mantenga los bornes limpios y apretados, y guarde la batería en lugar fresco y seco. Una batería que se autodescarga y se deja desatendida puede sulfatarse en profundidad y quedar inservible, por lo que una rutina de carga periódica, o un cargador automático conectado, la protege durante las paradas largas.