Placas de Batería

¿Por que en una batería hay mas placas negativas que positivas?

Esta es una pregunta a la que todavía no he podido encontrar una respuesta que me satisfaga plenamente. Es mas, consulté con otros colegas del gremio de baterías y no he percibido consenso técnico.

Yo tengo mi respuesta y es la que ahora voy a compartir con mis lectores. Esperaría sus comentarios, opiniones, preguntas, puntos de vista diferente etc.

1) Acumulación de Energía en una batería

Una batería es un dispositivo para acumulación de energía. La batería almacena energía, debido a que existen reacciones químicas entre el material impregnado en las placas y el medio ácido. Este último técnicamente llamado electrolito.

Al material impregnado en las placas, se le conoce como: Materia Activa Sólida. Existe en la placa positiva, la matería activa positiva, que es de color café y su nombre químico es protóxido de plomo. La matería activa de la placa negativa es de color gris y recibe el nombre de plomo esponjoso.

A más cantidad de Matería Activa, mayor capacidad de almacenamiento ó sea más cantidad de amperios-hora (A-h).

Importante:No siempre se cumple que a mayor número de placas, se va a lograr mayor cantidad de A-h de almacenamiento en la batería.

(Tomado de: mecanicavirtual.iespana.es)

2) Balance Energético

Es cierto que a más Matería Activa, más acumulación y por tanto más A-h. Pero más cantidad de material, requiere también de más medio ácido (electrolito) para que ocurra una reacción química eficiente.

Es decir, se llega a un balance entre el componente sólido de material activo y el componente líquido. Si hay exceso de uno de ellos, ese exceso no reaccionará y por tanto no se logrará mas cantidad de A-h.

Es como endulzar un café. Podemos echarle tantas cucharadas de azucar como el volumen de líquido sea capaz de disolver. El exceso de azucar, no hará mas dulce al café. Eso si se depositarán en el fondo de la taza gránulos sólidos no disueltos.

3) Placas Positivas y Placas Negativas

Hemos visto que debe existir balance entre el peso de material activo sólido y el material activo líquido (ácido). Pero también debe existir balance (ó llamemos también equilibrio) entre la cantidad de material activo positivo (protóxido de plomo) y el material activo negativo (plomo esponjoso). Si hay exceso de uno de ellos, el exceso no entrará en la reacción.

4) Conclusión

De todo lo anterior, concluimos que la cantidad de materia activa sólida presente en una batería, deberá seguir los criterios de un adecuado balance, para que no exista exceso de un tipo de material sobre el otro. Es decir debe existir tanta cantidad de "protóxido de plomo" suficiente como para reaccionar con la cantidad de "plomo esponjoso" presente en la batería.

Cantidad de Material Por Placa de Batería

La cantidad de material por placa de batería, depende de:

• Dimensiones físicas de la placa, esto es ancho, altura y espesor.
• Geometría del reticulado de la placa.
  

Pero: ¿Por qué mas placas negativas que positivas?

Si la batería estuvo adecuadamente diseñada en su manufactura, entonces hay balance entre el material activo positivo y el material activo negativo. Supongamos que la celda de una batería tiene 9 placas positivas y 10 negativas, o sea 19 placas por celda. Entonces la suma de materia activa de las nueve placas positivas va a reaccionar eficientemente con la suma de materia activa de las diez placas negativas.

¿Quiere decir, que el número de placas siempre debe ser impar?

No necesariamente. Hay baterías que se ensamblan con número par de placas por celda, es decir igual número de positivas y negativas en cada celda. Por ejemplo, recuerdo el modelo N50MF de AC-Delco, ensamblada en Korea, batería de 12 voltios y 50 A-h.

¿Entonces, cual es la razón técnica de una placa negativa, más que una positiva?

Lo que ocurre es tradición...perdón pero no se me ocurre mejor término. Es que la maquinaria para ensamble de baterías, se estandarizó con este criterio. Y es que hasta hace muy poco, por necesidades de manufactura, las placas positivas eran ligeramente mas gruesas que las negativas. Por lo tanto cada placa positiva, tenía mas peso de materia activa que una negativa y no era necesario "igualar" el número de postivas con el de negativas, ya que con el arreglo estándar se lograba el balance en peso de ambos tipos de materia activa.

Un paréntesis: Tradición es también la manufactura de separadores con venas (nervaduras) y que estas venas, estén en contacto con las placas positivas...en otro post, hablaré mas a este respecto.

Se argumentaba también , que la placa positiva estaba mas sujeta a corrosión y por tanto requería mas espesor. Ahora la manufactura permite obtener placas cuya rejilla ha sido moldeada en frio, y por lo tanto ya no existen los riesgos de corrosión por porosidad que frecuentemente aparecen en las rejillas de plomo obtenidas por un proceso de fundición y enfriamiento dentro de un molde.

Se dice también que la reacción química entre las placas positivas y negativas, se lleva mayormente entre el material existente en las caras. Es decir, al haber mas placas negativas que positivas, se logra que todas las caras de las placas positivas, tengan su cara de placa negativa, para que reaccione con ella. Si hubiera un número par, una cara de la placa positiva, no tendría su "par" de cara de placa negativa para reaccionar. Lo mismo se puede decir para cuando se ensamblen baterías con más placas positivas que negativas.

Y hasta aquí llego por hoy. Estoy a la espera de sus comentarios.

Nota: El dibujo con el signo de interrogción, es de canasto.es

Saludos

Carlos el baterillero

Interconexion de Baterías

Hola amigos lectores. En anterior post, tratamos el tema de la interconexión de baterías. Aprendimos que las baterías pueden conectarse en:

• Serie: El voltaje de la conexión, es la suma de los voltajes de cada batería. Si tenemos por ejemplo tres baterías de 12 voltios y 100 A-h, la conexión en serie, dará un arreglo de 36 voltios y 100 A-h
• Paralelo: El voltaje de la conexión, es el mismo de cada batería. Lo que se incrementa es la capacidad. Si tenemos las mismas tres baterías del caso anterior, al conectarlas en paralelo se obtendrá 12 voltios y 300 A-h.

(Banco de Baterías. Imagen tomada de itrafik net)

Existen si recomendaciones a seguir cuando se trata del conexionado de baterías:

1. Se deben interconectar baterías del mismo voltaje y la misma capacidad.
2. No deben mezclarse baterías nuevas, con baterías usadas.
3. Previo al conexionado, verificar el estado de carga de cada batería.

¿Se pueden interconectar baterías de diferente edad de servico y/o de diferente capacidad?

En casos de necesidad puede ser la única alternativa, pero usualmente no es recomendable. Al conectar baterías "viejas" con nuevas, es muy común que durante el servicio, las baterías nuevas asuman mayor porcentaje de trabajo y por tanto terminen deteriorándose mas rápido de lo esperado.

Al interconectar baterías de diferente capacidad, el arreglo obtenido será influenciado por las características de la batería de menor capacidad.

Ejemplo 1: Si conectamos en serie dos baterías de 12 voltios y 220 A-h, con una batería de 12 voltios y 200 A-h, lo que se obtendrá es una batería de 36 voltios y 200 A-h. Cuando este grupo se someta a recarga como conjunto (es decir cuando se usa un cargador apropiado para 36 voltios) sólo se cargará adecuadamente la de 200 A-h. Las otras dos baterías de 220 A-h, se recargarán parcialmente. Si a estas últimas las queremos cargar plenamente, entonces estaríamos sometiendo a sobrecarga a la batería de 200 a-h.

Ejemplo 2: Si tenemos dos baterías para conectar en paralelo, una de 12 voltios y 200 A-h y otra de 12 voltios y 60 A-h, lo que se obtiene es un arreglo de 12 voltios y 260 A-h. Cuando estas baterías se sometan a recarga, la batería de más capacidad, abosorverá más corriente. El problema de sobrecargar a la batería de menor tamaño, no es tan severo como en el caso de baterías de diferente capacidad conectas en serie.

Saludos amigos y espero sus comentarios.

Carlos el baterillero.