Componentes Esenciales de Baterías Recargables: Electrolitos, Separadores y Elementos

Componentes Clave en la Fabricación de Acumuladores

1. Electrolito: El Conductor Iónico

El electrolito es un conductor de segunda clase, típicamente una solución acuosa de un ácido, una base o sales. En algunos acumuladores modernos, puede presentarse en forma de gel.

Composición y Características

• Acumuladores Plomo-Ácido: El electrolito consiste en una solución acuosa de ácido sulfúrico al 37%, con una densidad de 1,280 g/cm³. En este tipo de acumulador, la densidad del electrolito es un indicador directo del estado de carga, medible mediante un densímetro.
• Acumuladores Níquel-Cadmio: El electrolito es una solución de hidróxido de potasio al 25%, con una densidad de 1,260 g/cm³. A diferencia del plomo-ácido, el electrolito en el acumulador de níquel-cadmio no participa directamente en la reacción electroquímica, y su concentración permanece constante durante la descarga. Por ello, su densidad no puede utilizarse para determinar el estado de carga o descarga.

Propiedades Deseables del Electrolito

• Alta conductividad iónica.
• Bajo efecto corrosivo sobre los electrodos.
• Buena estabilidad térmica.
• Bajo nivel de impurezas.
• Bajo coste.

Ventajas del Acumulador Níquel-Cadmio

Este tipo de acumulador ofrece la ventaja de no ver alterado su punto de congelación con el estado de carga y de mantener una tensión de descarga constante.

2. Separadores: Aislamiento y Permeabilidad

Los separadores son materiales porosos, a menudo celulósicos o compuestos por fibras de poliéster o polietileno. Se colocan estratégicamente entre las placas consecutivas de diferente polaridad para prevenir cortocircuitos internos dentro de la celda.

Características Ideales de los Separadores

• Elevado poder aislante.
• Buena porosidad y permeabilidad iónica.
• Ausencia de impurezas y contaminantes.
• Buena resistencia mecánica.
• Resistencia a la corrosión.

3. Elemento: El Ensamblaje de Placas

Un elemento es un conjunto ensamblado que consta de un grupo de placas positivas, un grupo de placas negativas y los separadores intercalados. Las placas de polaridad opuesta se alternan, y todas ellas están aisladas entre sí por los separadores. Los grupos de placas de la misma polaridad se unen eléctricamente mediante un conector.

Factores que Determinan la Capacidad

La capacidad de un elemento depende directamente de:

• La superficie total enfrentada de las placas.
• El espesor de las placas.
• El número de placas.

4. Celda y Batería: La Unidad Completa

Una celda se define como el conjunto formado por un elemento, el electrolito, el recipiente, la tapa, los tapones y las conexiones. Cuando se requiere una tensión superior a la que puede proporcionar una sola celda, varios elementos se conectan en serie dentro del mismo recipiente. Este conjunto completo se denomina entonces batería.