¿Qué es una batería de gel tubular?

¿Qué es una batería de gel tubular?


¿Qué es una batería de gel tubular?


La tecnología de las baterías de plomo-ácido tiene claras ventajas sobre las baterías de iones de litio y otros sistemas electroquímicos. La asequibilidad, la fiabilidad, la capacidad de reciclaje y la seguridad son elementos clave a la hora de elegir una batería para una aplicación concreta, y las baterías de plomo-ácido están muy bien situadas en estas categorías. Sin embargo, el uso de baterías convencionales de plomo-ácido para aplicaciones de ciclo profundo tiene una desventaja. Se trata del mantenimiento necesario para llenar las baterías debido a la pérdida de agua por gaseado. En muchas aplicaciones, como las baterías de tracción, es necesario recargar completamente una batería en un tiempo limitado.

Esto requiere normalmente tensiones más altas, lo que provoca la descomposición y la pérdida de agua del electrolito por gaseado. Estas baterías de plomo-ácido inundadas tienen que rellenarse con agua, lo que provoca molestias y costes y, en las grandes instalaciones, suele requerir un costoso equipo de extracción. También hay otras desventajas, como el transporte, el almacenamiento y la eliminación. El ácido líquido de la batería de plomo está clasificado como material peligroso para el transporte. Aunque esto no se considera un problema en la industria, que opera según procedimientos seguros y probados, es mejor inmovilizar el ácido para evitar derrames.

Diferencia entre una batería de gel y una batería tubular


¿Cuál es la diferencia entre una batería de gel y una batería normal? Esta es una pregunta que nos hacen a menudo. En una batería tubular inundada, el ácido fluye libremente dentro de las celdas. Hay un respiradero en la parte superior a través del cual se añade agua para compensar las pérdidas normales que se producen debido a la gasificación. La batería inundada o ventilada debe utilizarse en posición vertical.

Batería tubular: cómo se inmoviliza el ácido en las baterías de gel y AGM

Una consecuencia afortunada de la inmovilización del ácido es que crea la capacidad de recombinar los gases de hidrógeno y oxígeno que se producen por la descomposición del agua en el interior de la batería cuando se está cargando. Existen dos métodos principales de inmovilización de ácidos:

Utilizando una estera de vidrio absorbente que mantiene el ácido en su lugar, llamada batería AGM VRLA.
La otra es la adición de un fino polvo de sílice para formar un gel, como en una batería tubular de plomo-ácido.
Ambos métodos, aunque muy diferentes, consiguen el objetivo de la inmovilización en las baterías de gel y AGM.

También tienen la ventaja de recombinar los gases liberados durante la carga para reformar el agua, eliminando así la necesidad de los procedimientos de mantenimiento de adición de agua mencionados anteriormente para las baterías de plomo-ácido inundadas. De estos dos métodos, el uso de un electrolito de gel de sílice está universalmente reconocido como la mejor solución para los diseños de baterías tubulares de gel de plomo-ácido de ciclo profundo. Hay dos razones principales para ello: la primera es que el uso de un electrolito de gel permite el uso de una placa de plomo positiva tubular, que se reconoce que ofrece las mejores propiedades de ciclo profundo para las baterías de plomo-ácido. La segunda razón es que en la batería de gel tubular se evita la estratificación del ácido asociada a las descargas profundas y a la carga de tensión limitada sin gaseado.

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Estas son ventajas importantes si tiene requisitos de ciclos profundos como en las aplicaciones de baterías solares. El uso de baterías tubulares de plomo ofrece el diseño más robusto de las baterías tubulares de gel de plomo-ácido con la mayor capacidad de ciclo profundo de cualquier diseño de plomo-ácido. La resistencia a la estratificación, en las baterías de gel tubulares, es muy útil en muchas aplicaciones que funcionan con un estado de carga parcial (PSoC), como los mercados de energía de reserva, UPS y solar en un entorno limpio.

Tecnología de batería de gel tubular


Las principales ventajas de las baterías tubulares de gel son que no es necesario recargar la batería. Entonces, ¿por qué la falta de recarga es una ventaja? Hay que tener en cuenta los problemas de mantenimiento de las baterías de plomo en lugares remotos y de difícil acceso. En el caso de las baterías inundadas, si te olvidas de llenarlas de agua, pueden secarse y fallar. El coste del mantenimiento de estas baterías inundadas con visitas periódicas mensuales o trimestrales puede ser muy elevado. Para una empresa, esto puede hacer muy costoso el mantenimiento de una batería inundada.

bateria gel

Precio de las baterías tubulares de gel
La otra cara de esta costosa moneda es el mantenimiento, sobre todo en los entornos comerciales, donde la fiabilidad de los equipos es esencial para garantizar un servicio fiable y regular. Si las baterías que alimentan los equipos críticos fallan por falta de mantenimiento, el impacto en la credibilidad y la reputación puede ser considerable. Para el usuario particular, puede ser igualmente frustrante. Por ejemplo, no siempre es fácil acceder a las baterías instaladas y obtener agua destilada, por no hablar de mantener los registros y las actas para posibles reclamaciones de garantía. Y, por supuesto, está la situación en la que simplemente estamos muy ocupados y acceder a las baterías y mantenerlas puede ser un ejercicio que consume mucho tiempo.

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También hay entornos limpios en los que la carga de baterías puede producir humos nocivos o incluso explosivos, sobre todo en espacios reducidos. Esto es relevante para las baterías utilizadas en aplicaciones de respaldo de ordenadores y equipos médicos, donde las baterías se guardan en armarios o dentro de equipos complejos y sensibles. Para eliminar los humos de la carga de las baterías, a veces es necesario instalar costosos equipos de extracción para eliminar los vapores explosivos de hidrógeno y ácido corrosivo de los espacios confinados en armarios o equipos.

No hay fugas en la batería VRLA de gel tubular

También hay aplicaciones en entornos limpios, como los hospitales y el almacenamiento de alimentos. En estos entornos, los olores y los gases corrosivos pueden contaminar los alimentos o perjudicar la salud humana. Volviendo a las aplicaciones de los consumidores, lo último que necesitan es una batería en su casa, garaje o banco de energía solar que produzca gases explosivos o humos corrosivos cuando se cargue.
Las baterías de gel son baterías selladas. No tienen fugas. No hay riesgo de fuga de ácido. No requieren mantenimiento. Los clasifica como no peligrosos para el transporte, por ferrocarril o por aire. Los terminales están libres de corrosión.

Las baterías geltubulares tienen una vida muy larga

En una batería tubular de gel no hay riesgo de fugas porque el electrolito está en forma de gel. Como no tienen fugas, las baterías tubulares de gel pueden utilizarse en cualquier orientación. Si la batería tubular de gel se cae o se rompe, no habrá derrame de ácido. No habrá daños ambientales causados por el derrame accidental de ácido como en el caso de una batería inundada. Las baterías tubulares de gel son resistentes a las vibraciones y a los golpes. No liberan gases explosivos, como ocurre en las grandes instalaciones de baterías inundadas.

Rápida recuperación de la descarga profunda

Se recuperan más rápidamente después de una descarga profunda o si se les deja descargar durante mucho tiempo. Tienen una enorme vida útil y no necesitan mantenimiento.

La única desventaja de una batería de gel tubular es su coste inicial en comparación con una batería inundada o AGM. La batería de gel tubular suele costar un 30-40% más que las baterías normales. Aunque este coste parece más elevado, se compensa fácilmente con el rendimiento de la inversión, como se ha explicado anteriormente. Aparte del coste, ¡sólo hay ventajas!

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Baterías tubulares de gel: importante característica de diseño
Entonces, ¿cómo funciona esta combinación de placa de plomo tubular y electrolito GEL? Para entenderlo, tenemos que fijarnos en varios elementos que contribuyen a las propiedades de la pila, a saber :
Un electrolito inmovilizado en forma de GEL para evitar derrames y permitir que el hidrógeno y el oxígeno liberados durante la carga (que se mantienen bajo presión dentro de la batería) sean transportados para que puedan recombinarse y formar agua. La ventaja de la inmovilización va más allá, ya que evita la creación de capas de ácido de diferentes densidades dentro de las células, lo que se conoce como estratificación ácida.

En las baterías inundadas, y a veces en los modelos AGM VRLA, el ácido sulfúrico de mayor gravedad producido en las placas de plomo durante la carga puede caer al fondo de la celda por gravedad, dejando el ácido de menor gravedad específica en la parte superior. Las baterías en este estado sufren un fallo prematuro debido a la sulfatación de la batería, la pérdida prematura de capacidad (PCL) y la corrosión de la red.