Factores que modifican la capacidad de la Batería (2/2)

Ciclos de carga/descarga (ciclos de vida)

Es el número de ciclos de carga/descarga que la batería puede soportar para una profundidad de descarga, régimen de descarga y temperatura determinadas. En cada ciclo se producen cambios irreversibles dentro del elemento. Estos cambios ocasionan una reducción gradual en la capacidad disponible. La capacidad de una batería de plomo-ácido permanece relativamente constante durante gran parte de su vida útil, pero cuando comienza a decaer lo hace de una forma muy rápida.

Sulfatación
Una batería sulfatada, es decir, con restos de sulfato en las placas hace disminuir la capacidad de la batería. Los cristales de sulfato de plomo se endurecen en las placas. Estos cristales limitan el área disponible para la reacción electroquímica de las placas. Una vez que el PbSO4 se ha cristalizado la carga normal no puede disolverlas en el proceso de la carga.
Varias causas producen este efecto en las baterías:

• Cargas incompletas
• Cargadores mal dimensionados para la capacidad de la batería
• Dejar la batería descargada por un periodo largo de tiempo
• Bajo nivel de electrolito
• Sobrecargas muy frecuentes
• Operar a temperaturas elevadas

Densidad no correcta
En la siguiente gráfica vemos la gráfica de capacidad con respecto al tiempo de descarga en horas. Esta curva corresponde a valores de la batería 4 OPzS 200. Como ejemplo, a C10 de descarga tenemos una capacidad de 115% para una densidad de 1,27 Kg/l, una capacidad de batería de 100% para una densidad de 1,24 kg/l y de 85% para densidad de 1,21 Kg/l.




Autodescarga (tiempo de almacenaje)
La autodescarga es una perdida de capacidad de la batería a lo largo del tiempo. El porcentaje de autodescarga depende de la concentración del electrolito, tipo de aleación de plomo utilizada, años de uso de la temperatura y de la temperatura.


El tiempo de almacenaje o el tiempo que una batería está parada sin uso a parte de la temperatura ambiental modifican y alteran la capacidad de la batería. En la siguiente gráfica podemos ver la perdida de capacidad de la batería en relación a los meses sin uso de la misma y de la temperatura ambiente. A más temperatura la reducción de la capacidad es más acusada que para temperaturas más bajas. Como ejemplo, una batería a temperatura ambiente de 25ºC la capacidad se ha reducido a la mitad en 8 meses.

Factores que modifican la capacidad de la Batería (1/2)

Los factores que afectan la capacidad de la batería son:

• Temperatura electrolito
• Régimen de descarga
• Profundidad de descarga (DoD)
• Ciclos de carga/descarga
• Sulfatación
• Densidad no correcta
• Autodescarga (tiempo de almacenaje)
  

Vamos a explicar brevemente cada uno de ellos.

Temperatura del electrolito.

Sin duda uno de los factores mas importantes que afectan la capacidad de una batería tanto de tracción como de estacionario es la temperatura. Para baterías de tracción a una temperatura del electrolito de 30ºC tenemos una capacidad del 100% (20ºC para baterías de estacionario). A menos temperatura la capacidad disminuye, tal como se muestra en la siguiente figura. Por contra, a mas temperatura la capacidad aumenta llegando casi a un 120% de capacidad nominal. De todas maneras al aumentar la temperatura la vida de la batería disminuye, del orden del 30% por cada 10ºC de aumento.

Las bajas temperaturas disminuyen la capacidad del acumulador, como hemos visto, debido a que la profundidad de descarga para un voltaje de corte y un régimen de descarga determinado disminuye con la disminución de la temperatura. Esto ocurre porque cuanto menor sea la temperatura mayor es la viscosidad del electrolito y más lento son los procesos de difusión iónica.

Régimen de descarga.

Es otro factor muy importante. Al aumentar el régimen de descarga disminuye la capacidad de la batería debido a que al aumentar la intensidad de descarga aumenta la resistencia interna de la batería lo que ocasiona que la capacidad sea menor (C10,C5,C1). Es decir, que si descargamos una batería mas rápidamente de la capacidad indicada por el fabricante según la norma DIN 40736-1 según su valor Cnominal, la capacidad disminuye por el motivo comentado anteriormente. Como ejemplo os incluyo las características de las baterías OPzS de Hoppecke, para diferentes capacidades de descarga a C10, C5, C3 y C1.

Vuelvo a insitir, porque considero de que es muy importante, que la capacidad de una batería, es decir, la corriente que es capaz de dar en un determinado tiempo, depende del régimen de descarga, de manera que a medida que la intensidad de esta última es mayor, la capacidad en (Ah) disponible de la batería disminuye, debido al aumento de la resistencia.

Profundidad de Descarga (DoD)

El tercer factor mas importante que influye en la disminución de la capacidad de una batería. La profundidad de descarga se define como los amperios-hora extraídos de una batería plenamente cargada expresado como un porcentaje de la capacidad nominal. Una batería no se ha de descargar por encima del 80% de su capacidad nominal. Es decir, una batería de 620Ah no se tendría que descargar mas de 496Ah, lo que, tal como vimos en una primera entrada de este blog, representa una densidad 1,13 Kg/l que corresponde a un voltaje de 1,97 v/cell. A partir de este punto la energía y la potencia disponibles disminuyen rápidamente y si se continua con la descarga se produce una reducción brusca del voltaje y riesgos de provocar reacciones irreversibles.

Como regla general, mientrás menor sea la cantidad de energía que se extrae de la batería durante cada ciclo, mayor será la vida útil de la misma.

En el siguiente blog continuaremos con el resto de factores indicados al principio de esta entrada.

Factores que alteran la capacidad de la batería

Dejaremos de momento las curvas de carga para introducir un tema muy importante, los diferentes factores que hacen variar la capacidad nominal de una batería.

Antes de entrar en este tema, os propongo me digaís a vuestro criterio, que factores son los mas importantes e influyen en la capacidad de una batería. ¿Alguién se anima?