La diferencia clave entre la batería de plomo ácido y la de iones de litio es que la batería de plomo ácido requiere un mantenimiento regular, tiene una vida útil más corta y es económica, mientras que la batería de iones de litio tiene una vida útil más larga, mayor eficiencia y es costosa.
La batería de plomo ácido y la batería de iones de litio son tecnologías importantes en la industria de las baterías recargables. Estos dos tipos tienen diferentes características químicas y físicas.
¿Qué es una batería de plomo ácido?
La batería de plomo ácido es una batería recargable que fue inventada en 1859 por el físico francés Gaston Plante. Fue el primer tipo de batería recargable que se fabricó. Esta batería es diferente de las baterías modernas y estas baterías tienen una densidad de energía relativamente baja. Además, estas baterías pueden suministrar altas corrientes de sobretensión, lo que significa que las celdas tienen una gran relación potencia-peso. Además, las baterías de plomo ácido son menos costosas, lo que las hace atractivas en la industria del automóvil. Esto se debe a que puede proporcionar una gran cantidad de corriente según lo requieran los motores de arranque.
Figura 01: Una batería de automóvil de plomo ácido
Dado que este tipo de batería es económico en comparación con las baterías modernas, son útiles incluso cuando la sobrecorriente es insignificante y otros diseños pueden proporcionar una alta densidad de energía. La venta de baterías de plomo-ácido en 1999 representó alrededor del 40-50% del valor total de las baterías vendidas en todo el mundo.
Una batería de plomo ácido típica contiene sulfato de plomo (PbSO4) y ácido sulfúrico diluido (H2SO 4). En el estado de descarga, tanto las placas positivas como las negativas se convierten en PbSO4,y el electrolito tiende a perder la mayor parte del ácido sulfúrico disuelto para formar principalmente agua. La reacción de la placa negativa es la siguiente:
Pb(s) +HSO4–(ac) → PbSO4(s) + H+(ac) + 2e
Se liberan dos electrones conductores en este paso, lo que le da a este electrodo una carga negativa. La acumulación de estos electrones crea un campo eléctrico que puede atraer iones de hidrógeno y repeler los iones de sulfato. Esto, a su vez, provoca la formación de una doble capa cerca de la superficie.
Respecto a la reacción de placa positiva, se puede expresar de la siguiente manera:
PbO2(s) + HSO4–(ac) + 3H +(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2H2O(l)
Por lo tanto, la reacción general que tiene lugar dentro de la batería de plomo ácido es;
Pb(s) +HSO4–(aq) + 3H+(aq) → 2PbSO4(s) +2H2O(l)
Sin embargo, en un estado completamente cargado, la placa negativa contiene plomo y la placa positiva contiene dióxido de plomo. Existe una solución electrolítica que tiene una mayor concentración de ácido sulfúrico acuoso. Este electrolito almacena la mayor parte de la energía química.
¿Qué es una batería de iones de litio?
La batería de iones de litio es una batería recargable con celdas en las que los iones de litio se mueven del electrodo negativo al electrodo positivo a través de un electrolito durante la descarga. El proceso inverso ocurre cuando se carga. Por lo general, las celdas de iones de litio tienden a usar un compuesto de litio intercalado que actúa como material en el electrodo positivo. Generalmente, el grafito se usa en el electrodo negativo.
Figura 02: Batería de iones de litio
Además, la batería de iones de litio tiene una alta densidad de energía. Pero no tiene efecto memoria y una baja autodescarga. Las celdas de la batería se fabrican priorizando la energía o la densidad de potencia. Sin embargo, las baterías de iones de litio pueden ser un peligro para la seguridad porque contienen electrolitos inflamables, que pueden provocar explosiones e incendios si se dañan o se cargan incorrectamente.
Normalmente, el electrodo negativo de una celda convencional de iones de litio está hecho de carbono. El electrodo positivo es un óxido metálico. Además, el electrolito es una sal de litio en un disolvente orgánico. Dependiendo de la dirección del flujo de corriente a través de la celda, las funciones electroquímicas de los electrodos se invierten entre ánodo y cátodo. A escala comercial, el ánodo más común es el grafito, mientras que el electrodo positivo es uno de tres materiales: un óxido en capas, un polianión o una espinela.
¿Cuál es la diferencia entre la batería de plomo ácido y la de iones de litio?
La batería de plomo ácido fue la primera batería recargable que se fabricó. La batería de iones de litio es otro tipo de batería recargable. La diferencia clave entre la batería de plomo-ácido y la de iones de litio es que la batería de plomo-ácido requiere un mantenimiento regular, no dura mucho y es económica, mientras que la batería de iones de litio tiene una alta eficiencia, tiene una vida útil más larga y es costosa.
Resumen: batería de plomo ácido frente a batería de iones de litio
En general, las baterías de iones de litio suelen ser superiores a las baterías de plomo-ácido debido a su capacidad de relación y eficiencia. La diferencia clave entre la batería de plomo-ácido y la de iones de litio es que la batería de plomo-ácido requiere un mantenimiento regular, no dura mucho y es económica, mientras que la batería de iones de litio tiene una mayor eficiencia, una vida útil más prolongada y es costosa.
