Celda secundaria - Secondary Cell
Una celda secundaria es cualquier tipo de celda electrolítica en la que la reacción electroquímica que libera energía es reversible. La batería de plomo-ácido para coches es una celda secundaria. El electrolito es ácido sulfúrico (ácido de batería), el electrodo positivo es peróxido de plomo y el negativo es plomo. Una batería de plomo-ácido típica consta de seis celdas de plomo-ácido en un estuche. Cada célula produce 2 voltios, por lo que toda la batería produce un total de 12 voltios.
Otros tipos de química de celdas secundarias comúnmente utilizados son el níquel-cadmio (NiCd), el níquel-hidruro metálico (NiMH), el ion-litio (Li-ion) y el polímero de ion-litio (Li-ion polymer).
Las baterías de plomo-ácido utilizadas en los aviones son similares a las baterías de los automóviles. La batería de plomo-ácido está formada por una serie de celdas idénticas que contienen conjuntos de placas positivas y negativas. Una célula práctica se construye con muchas más placas que sólo dos para obtener la salida de corriente necesaria. Todas las placas positivas están conectadas entre sí, así como todas las negativas. Como cada placa positiva está siempre colocada entre dos placas negativas, siempre hay una o más placas negativas que positivas.
Entre las placas hay separadores porosos que evitan que las placas positivas y negativas se toquen entre sí y provoquen un cortocircuito en la célula. Los separadores tienen nervaduras verticales en el lado que da a la placa positiva. Esta construcción permite que el electrolito circule libremente alrededor de las placas. Además, proporciona una vía para que los sedimentos se depositen en el fondo de la célula.
Cada célula está asentada en una carcasa de goma dura a través de la cual se encuentran los bornes y un orificio en el que se enrosca un tapón de ventilación antiderrame. El orificio proporciona acceso para comprobar la resistencia del electrolito y añadir agua. El tapón de ventilación permite que los gases salgan de la célula con una fuga mínima de electrolito, independientemente de la posición que pueda adoptar el avión. En vuelo nivelado, el peso de plomo permite la ventilación de los gases a través de un pequeño agujero. En vuelo invertido, este orificio está cubierto por el peso de plomo.
Las celdas individuales de la batería están conectadas en serie por medio de correas de celdas. Todo el conjunto está encerrado en un contenedor metálico resistente al ácido (caja de la batería), que sirve de blindaje eléctrico y protección mecánica. La caja de la batería tiene una tapa extraíble. También tiene una boquilla de ventilación en cada extremo. Cuando se instala la batería en un avión, se coloca un tubo de ventilación en cada boquilla. Un tubo es el de admisión y está expuesto al torbellino.
El otro es el tubo de ventilación de escape y está conectado al sumidero de drenaje de la batería, que es un frasco de vidrio que contiene una almohadilla de fieltro humedecida con una solución concentrada de bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio). Con esta disposición, la corriente de aire se dirige a través de la caja de la batería, donde los gases de la batería se recogen, se neutralizan en el sumidero y luego se expulsan por la borda sin dañar el avión.
Para facilitar la instalación y retirada de la batería en algunos aviones, se utiliza un conjunto de desconexión rápida para conectar los cables de alimentación a la batería. Este conjunto conecta los cables de la batería en el avión a un receptáculo montado en el lateral de la batería. El receptáculo cubre los postes de los terminales de la batería y evita que se produzca un cortocircuito accidental durante la instalación y retirada de la batería.
La clavija está formada por un enchufe y un volante con una rosca de paso. Se puede conectar fácilmente al receptáculo mediante el volante. Otra ventaja de este conjunto es que la clavija puede instalarse en una sola posición, eliminando la posibilidad de invertir los cables de la batería.
La tensión de la célula de plomo-ácido es de aproximadamente dos voltios para alcanzar la tensión requerida para la aplicación. A continuación, cada célula se conecta en serie con correas metálicas de gran calibre para formar una batería. En una batería típica, como la que se utiliza en un avión para el arranque, la tensión necesaria es de 12 o 24 voltios. Esta tensión se consigue conectando en serie seis celdas o doce celdas, respectivamente, y encerrándolas en una caja de plástico.
Cada célula que contiene las placas se llena con un electrolito compuesto de ácido sulfúrico y agua destilada con una gravedad específica de 1,270 a 60 °F. Esta solución contiene iones positivos de hidrógeno e iones negativos de sulfato (SO4) que son libres de combinarse con otros iones y formar un nuevo compuesto químico. Cuando la célula se descarga, los electrones abandonan la placa negativa y fluyen hacia las placas positivas, donde hacen que el dióxido de plomo (PbO2) se descomponga en iones negativos de oxígeno e iones positivos de plomo.
Los iones de oxígeno negativos se unen a los iones de hidrógeno positivos del ácido sulfúrico y forman agua (H2O). Los iones negativos de sulfato se unen a los iones de plomo en ambas placas y forman sulfato de plomo (PbSO4). Después de la descarga, la gravedad específica cambia a aproximadamente 1,150.
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