La batería de plomo-ácido, también conocida como batería de plomo-ácido, es un tipo de batería con electrodos hechos principalmente de plomo y electrolito hecho de solución de ácido sulfúrico. Generalmente se divide en dos tipos: baterías de tipo abierto y baterías controladas por válvula. El primero requiere un mantenimiento regular por inyección de ácido, mientras que el segundo es una batería que no requiere mantenimiento.
Las baterías de plomo-ácido son el primer tipo de batería recargable inventada por el físico francés Gaston Plante en 1859. Aunque tiene una relación energía-peso muy baja y una relación energía-volumen baja, su capacidad para proporcionar altas sobrecorrientes significa que la batería tiene una Relación peso/potencia relativamente grande. Estas características, junto con su bajo costo, los hacen atractivos para su uso en vehículos de motor para proporcionar la alta corriente necesaria para arrancar motores.
Aunque la química del plomo ha madurado, todavía se utiliza ampliamente en la actualidad. Hay suficientes razones para su popularidad. El plomo ácido es confiable y económico según el costo por vatio. Casi ninguna otra batería puede proporcionar alta potencia a un precio tan bajo como el plomo-ácido, lo que la hace rentable en automóviles, carritos de golf, montacargas, barcos y sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS).
La estructura de rejilla de las baterías de plomo-ácido está hecha de una aleación de plomo. El plomo puro es demasiado blando para sostenerse por sí mismo, por lo que se añadió una pequeña cantidad de otros metales para obtener resistencia mecánica y mejorar el rendimiento eléctrico. Los aditivos más comunes son el antimonio, el calcio, el estaño y el selenio. Estas baterías se conocen comúnmente como "plomo-antimonio" y "plomo-calcio".
Agregar antimonio y estaño puede mejorar la circulación profunda, pero esto aumentará el consumo de agua y la demanda de equilibrio. El calcio puede reducir la autodescarga, pero las placas de plomo y calcio pueden tener efectos secundarios de crecimiento debido a la oxidación de la puerta durante la sobrecarga. Las baterías de plomo-ácido modernas también utilizan agentes dopantes como selenio, cadmio, estaño y arsénico para reducir el contenido de antimonio y calcio.
Durante el ciclo profundo, el plomo-ácido es más pesado que los sistemas basados en níquel y litio y tiene menor durabilidad. La descarga completa genera tensión y cada ciclo de descarga/carga priva permanentemente a la batería de una pequeña cantidad de carga. Cuando la batería está en buenas condiciones de funcionamiento, la pérdida es mínima, pero una vez que el rendimiento cae a la mitad de la capacidad nominal, el desvanecimiento aumentará. Esta característica de desgaste es aplicable a todas las baterías en distintos grados.
Según la profundidad de descarga, el plomo-ácido utilizado para aplicaciones de ciclo profundo puede proporcionar de 200 a 300 ciclos de descarga/carga. Las razones principales de su ciclo de vida relativamente corto son la corrosión de la compuerta en el electrodo positivo, el agotamiento de los materiales activos y la expansión de la placa del electrodo positivo. A temperaturas de funcionamiento más altas y cuando se consumen altas corrientes de descarga, este fenómeno de envejecimiento se acelerará.
Cargar baterías de plomo-ácido es sencillo, pero se deben seguir los límites de voltaje correctos. Elegir un límite de voltaje bajo puede cubrir la batería, pero puede provocar una degradación del rendimiento y la acumulación de sulfato en la placa del electrodo negativo. La limitación de alto voltaje puede mejorar el rendimiento, pero provocará corrosión en la puerta de la placa del electrodo positivo. Si se repara a tiempo, la sulfatación se puede revertir, pero la corrosión es permanente.
El plomo ácido no se puede cargar rápidamente y, para la mayoría de los tipos, se necesitan de 14 a 16 horas para cargarse por completo. La batería siempre debe estar completamente cargada. La batería baja puede provocar sulfatación, lo que puede dañar el rendimiento de la batería. Agregar carbón al electrodo negativo puede reducir este problema, pero también puede reducir la energía específica.
