Regenerador de batería

Un regenerador de baterías es un dispositivo que restaura la capacidad de las baterías de plomo-ácido , alargando su vida útil. También se conocen como desulfatadores , reacondicionadores o dispositivos de acondicionamiento de pulsos . ^[1]

Cuando las baterías se almacenan sin carga durante un período prolongado, se forman depósitos de plomo y azufre que se endurecen en las placas de plomo del interior de la batería. Esto provoca lo que se conoce como " batería sulfatada ", que ya no se cargará a su capacidad original. Los regeneradores envían pulsos de corriente eléctrica a través de la batería, lo que en algunos casos puede hacer que el sulfato se desprenda de las placas y, finalmente, se disuelva.

Las baterías de plomo-ácido convencionales constan de una serie de placas de plomo y dióxido de plomo suspendidas en una celda llena de ácido sulfúrico débil . El óxido de plomo reacciona con el azufre y el oxígeno del ácido para ceder un electrón, dejando la placa cargada positivamente y produciendo sulfato de plomo . El plomo reacciona con el ácido tomando dos electrones, dejándolo negativo y produciendo también sulfato de plomo. Los dos procesos químicos continúan mientras haya un circuito externo disponible para permitir que los electrones fluyan de vuelta a las placas positivas, pero alcanzan el equilibrio rápidamente cuando la batería se desconecta del circuito. Cada reacción completa produce alrededor de 2,11 V. Una batería típica de 12 V consta de seis "celdas" individuales conectadas entre sí en una sola caja, que producen 12,66 V cuando está completamente cargada.

A medida que se descarga una batería, la densidad del sulfato de plomo en solución aumenta. En los diseños comunes, alcanza una densidad crítica cuando se descarga hasta aproximadamente el 75 % de profundidad de descarga, o menos. ^[2] Por ejemplo, una batería de 12 V con una capacidad de 100  amperios hora (Ah) alcanzará esta densidad cuando se hayan extraído 25 Ah (300 Wh) o más de la batería. En este punto, el sulfato de plomo comenzará a precipitarse fuera de la solución sobre las placas de la batería, formando una película esponjosa. Si la batería se recarga inmediatamente, la película se disolverá nuevamente en el ácido. ^[2]

Si la batería se almacena o se utiliza repetidamente en este estado parcialmente cargado durante un período prolongado, la película se cristalizará lentamente hasta convertirse en un sólido. Este proceso de "sulfatación" lleva tiempo, por lo que solo tiene la posibilidad de acumularse hasta niveles significativos si la batería se descarga repetidamente por debajo de este nivel crítico. Existen muchas otras condiciones que pueden provocar el desarrollo del mismo problema. ^[3]

Las baterías también tienen una pequeña cantidad de resistencia interna que descargará la batería incluso cuando esté desconectada. Si una batería se deja desconectada, cualquier carga interna se agotará lentamente y eventualmente alcanzará el punto crítico. A partir de ese momento, la película se desarrollará y se espesará. Esta es la razón por la que se encontrará que las baterías se cargan mal o no se cargan en absoluto si se dejan almacenadas durante un largo período de tiempo.

Los cargadores de batería convencionales utilizan un proceso de una, dos o tres etapas para recargar la batería, con una fuente de alimentación conmutada que incluye más etapas para llenar la batería más rápidamente y por completo. Casi todos los cargadores, incluidos los modelos no conmutados, tienen en común la etapa intermedia, normalmente conocida como "de absorción". En este modo, el cargador mantiene un voltaje constante ligeramente superior al de una batería llena, para impulsar la corriente hacia las celdas. A medida que la batería se llena, su voltaje interno aumenta hacia el voltaje fijo que se le suministra y la velocidad del flujo de corriente disminuye. Finalmente, el cargador se apagará cuando la corriente caiga por debajo de un umbral preestablecido. ^[4]

Una batería sulfatada tiene una resistencia eléctrica mayor que una batería no sulfatada de construcción idéntica. Como se relaciona con la ley de Ohm , la corriente es la relación entre el voltaje y la resistencia, por lo que una batería sulfatada tendrá un flujo de corriente menor. A medida que continúa el proceso de carga, una batería de este tipo alcanzará el límite preestablecido del cargador más rápidamente, mucho antes de que haya tenido tiempo de aceptar una carga completa. En este caso, el cargador de batería indica que el ciclo de carga está completo, pero la batería en realidad tiene muy poca energía. Para el usuario, parece que la batería se está agotando. ^[2]

La capa de sulfato de plomo se puede disolver nuevamente aplicando voltajes mucho más altos. Normalmente, aplicar alto voltaje a una batería hará que se caliente rápidamente y potencialmente cause una fuga térmica , lo que puede hacer que explote. Algunos acondicionadores de baterías utilizan pulsos cortos de alto voltaje, demasiado cortos para causar un calentamiento significativo, pero lo suficientemente largos para revertir el proceso de cristalización. ^[2]

Cualquier estructura metálica, como una batería, tendrá cierta inductancia parásita y cierta capacitancia parásita. Estas resonarán entre sí, y algo del tamaño de una batería generalmente resonará a unos pocos megahercios. Este proceso a veces se llama "resonancia". Sin embargo, los procesos electroquímicos que se encuentran en las baterías tienen constantes de tiempo del orden de segundos y no se verán afectados por las frecuencias de megahercios. Hay algunos sitios web que anuncian "desulfatadores de baterías" que funcionan a frecuencias de megahercios. ^{[2] [5]}

Según el tamaño de la batería, el proceso de desulfatación puede tardar entre 48 horas y semanas en completarse. Durante este período, la batería también se carga de forma gradual para seguir reduciendo la cantidad de azufre de plomo en solución. Los regeneradores comerciales suelen admitir varias baterías para proporcionar un funcionamiento en paralelo y mejorar el rendimiento. ^[2]