batería de plomo-ácido

En estado descargado, tanto las placas positivas como las negativas se convierten en sulfato de plomo(II) ( PbSO₄)₂₄ ), y elelectrolitopierde gran parte de suácido sulfúricoy se convierte principalmente en agua.

Reacción negativa en placa

Pb(s) + HSO ⁻ ₄ (aq) → PbSO₄ (s) +H ⁺(aq) + 2e ⁻

La liberación de dos electrones de conducción confiere al electrodo de plomo una carga negativa.

A medida que se acumulan los electrones, crean un campo eléctrico que atrae los iones de hidrógeno y repele los iones de sulfato, lo que da lugar a la formación de una doble capa cerca de la superficie. Los iones de hidrógeno protegen el electrodo cargado de la solución, lo que limita la reacción a menos que se permita que la carga salga del electrodo.

Reacción positiva en placa

PbO₂ (s) +HSO ⁻ ₄ (aq) + 3H ⁺(aq) + 2e ⁻ → PbSO₄ (s) + 2H₂ O(l)

aprovechando la conductividad metálica del PbO₂ .

La reacción total se puede escribir como

Pb (s) + PbO₂ (s) + 2H₂ SO₄ (aq) → 2PbSO₄ (s) + 2H₂ O(l) ${\displaystyle E_{cell}^{\circ }=2.05{\text{ V}}}$

La energía neta liberada por mol (207 g) de Pb(s) convertido en PbSO₄₄ (s) es aproximadamente 400 kJ, lo que corresponde a la formación de 36 g de agua. La suma de las masas moleculares de los reactivos es 642,6 g/mol, por lo que teóricamente una celda puede producir dosfaradaysde carga (192.971culombios) a partir de 642,6 g de reactivos, o 83,4amperios-horapor kilogramo para una celda de 2 voltios (o 13,9 amperios-hora por kilogramo para una batería de 12 voltios). Esto equivale a 167vatios-horapor kilogramo de reactivos, pero en la práctica, una celda de plomo-ácido proporciona solo entre 30 y 40 vatios-hora por kilogramo de batería, debido a la masa del agua y otros componentes.

En estado de carga completa, la placa negativa está compuesta de plomo y la positiva de dióxido de plomo . La solución electrolítica tiene una mayor concentración de ácido sulfúrico acuoso, que almacena la mayor parte de la energía química.

La sobrecarga con voltajes de carga elevados genera oxígeno e hidrógeno gaseosos por electrólisis del agua , que burbujean y se pierden. El diseño de algunos tipos de baterías de plomo-ácido (por ejemplo, las de electrolito líquido, pero no las VRLA (AGM o de gel) ) permite inspeccionar el nivel de electrolito y rellenarlo con agua pura para reponer el que se haya perdido de esta manera.

Debido al descenso del punto de congelación , es más probable que el electrolito se congele en un ambiente frío cuando la batería tiene una carga baja y, en consecuencia, una concentración baja de ácido sulfúrico.

Durante la descarga, H ⁺_El protón producido en las placas negativas se desplaza hacia la solución electrolítica y se consume en las placas positivas, mientras que ^el HSO₄⁻ se consume en ambas placas. El proceso inverso ocurre durante la carga. Este movimiento puede deberse al flujo de protones impulsado eléctricamente ( mecanismo de Grotthuss ), a la difusión a través del medio o al flujo de un electrolito líquido. Dado que la densidad del electrolito es mayor cuando la concentración de ácido sulfúrico es más alta, el líquido tenderá a circular por convección . Por lo tanto, una celda con medio líquido tiende a descargarse y cargarse rápidamente con mayor eficiencia que una celda de gel similar.

La pila de plomo-ácido se puede demostrar utilizando láminas de plomo para los dos electrodos. Sin embargo, esta configuración produce solo alrededor de un amperio para placas del tamaño aproximado de una postal, y durante tan solo unos minutos.

Gaston Planté encontró una manera de proporcionar una superficie efectiva mucho mayor. En el diseño de Planté, las placas positiva y negativa estaban formadas por dos espirales de lámina de plomo, separadas por una tela y enrolladas. Las celdas inicialmente tenían baja capacidad, por lo que se requería un proceso de formación lento para corroer las láminas de plomo, creando dióxido de plomo en las placas y rugosizándolas para aumentar la superficie. Inicialmente, este proceso utilizaba electricidad de baterías primarias; cuando los generadores estuvieron disponibles después de 1870, el costo de producción de las baterías disminuyó considerablemente. ^{[ 8 ]} Las placas de Planté todavía se utilizan en algunas aplicaciones estacionarias, donde las placas se ranuran mecánicamente para aumentar su superficie.

En 1880, Camille Alphonse Faure patentó un método para recubrir una rejilla de plomo (que sirve como conductor de corriente) con una pasta de óxidos de plomo, ácido sulfúrico y agua, seguido de una fase de curado en la que las placas se exponían a un calor suave en un ambiente de alta humedad. El proceso de curado transformó la pasta en una mezcla de sulfatos de plomo que se adhirió a la placa de plomo. Luego, durante la carga inicial de la batería (llamada formación ), la pasta curada en las placas se convirtió en material electroquímicamente activo (la masa activa ). El proceso de Faure redujo significativamente el tiempo y el costo de fabricación de las baterías de plomo-ácido, y proporcionó un aumento sustancial en la capacidad en comparación con la batería de Planté. ^{[ 20 ]} El método de Faure todavía se utiliza hoy en día, con solo mejoras incrementales en la composición de la pasta, el curado (que todavía se realiza con vapor, pero ahora es un proceso muy controlado) y la estructura y composición de la rejilla a la que se aplica la pasta.

La rejilla desarrollada por Faure era de plomo puro con varillas de conexión de plomo en ángulo recto. En contraste, las rejillas actuales están estructuradas para mejorar la resistencia mecánica y el flujo de corriente. Además de los diferentes patrones de rejilla (idealmente, todos los puntos de la placa están equidistantes del conductor de potencia), los procesos modernos también aplican una o dos finas esteras de fibra de vidrio sobre la rejilla para distribuir el peso de manera más uniforme. Si bien Faure había utilizado plomo puro para sus rejillas, en menos de un año (1881) estas fueron reemplazadas por aleaciones de plomo- antimonio (8-12%) para brindar mayor rigidez a las estructuras. Sin embargo, las rejillas con alto contenido de antimonio presentan una mayor evolución de hidrógeno (que también se acelera con el envejecimiento de la batería), y por lo tanto, una mayor desgasificación y mayores costos de mantenimiento. Estos problemas fueron identificados por UB Thomas y WE Haring en los Laboratorios Bell en la década de 1930 y finalmente llevaron al desarrollo de aleaciones de rejilla de plomo- calcio en 1935 para baterías de reserva en la red telefónica estadounidense. Investigaciones relacionadas llevaron al desarrollo de aleaciones de rejilla de plomo- selenio en Europa unos años más tarde. Tanto las aleaciones de rejilla de plomo-calcio como las de plomo-selenio siguen incorporando antimonio, aunque en cantidades mucho menores que las antiguas rejillas con alto contenido de antimonio: las rejillas de plomo-calcio tienen entre un 4 % y un 6 % de antimonio, mientras que las de plomo-selenio tienen entre un 1 % y un 2 %. Estas mejoras metalúrgicas confieren a la rejilla mayor resistencia, lo que le permite soportar más peso y, por lo tanto, más material activo, y así las placas pueden ser más gruesas, lo que a su vez contribuye a la vida útil de la batería, ya que hay más material disponible para desprenderse antes de que la batería quede inservible. Las rejillas de aleación con alto contenido de antimonio todavía se utilizan en baterías destinadas a ciclos frecuentes, por ejemplo, en aplicaciones de arranque de motores donde es necesario compensar la expansión/contracción frecuente de las placas, pero donde la desgasificación no es significativa ya que las corrientes de carga se mantienen bajas. Desde la década de 1950, las baterías diseñadas para aplicaciones de ciclos poco frecuentes (por ejemplo, baterías de reserva) incorporan cada vez más rejillas de aleación de plomo-calcio o plomo-selenio, ya que generan menos hidrógeno y, por lo tanto, requieren menos mantenimiento. Las rejillas de aleación de plomo-calcio son más económicas de fabricar (por lo que las celdas tienen menores costos iniciales), presentan una menor tasa de autodescarga y requieren menos agua, pero tienen una conductividad ligeramente inferior, son mecánicamente más débiles (y, por lo tanto, requieren más antimonio para compensar) y son más propensas a la corrosión (y, por consiguiente, tienen una vida útil más corta) que las celdas con rejillas de aleación de plomo-selenio.

El efecto de circuito abierto es una pérdida drástica de la vida útil de la batería, que se observó cuando se sustituyó el antimonio por calcio. También se conoce como el efecto de ausencia de antimonio. ^{[ 21 ]}

La pasta moderna contiene negro de humo , blanc fixe ( sulfato de bario ) y lignosulfonato . El blanc fixe actúa como un cristal semilla para la reacción de plomo a sulfato de plomo . Para que sea efectivo, el blanc fixe debe estar completamente disperso en la pasta. El lignosulfonato evita que la placa negativa forme una masa sólida durante el ciclo de descarga, permitiendo en cambio la formación de largas dendritas en forma de aguja . Estos cristales largos tienen mayor superficie y se convierten fácilmente de nuevo a su estado original durante la carga. El negro de humo contrarresta el efecto inhibidor de la formación causado por los lignosulfonatos. El dispersante de condensado de naftaleno sulfonado es un expansor más eficaz que el lignosulfonato y acelera la formación. Este dispersante mejora la dispersión del sulfato de bario en la pasta, reduce el tiempo de hidroendurecimiento, produce una placa más resistente a la rotura, reduce las partículas finas de plomo y, por lo tanto, mejora las características de manipulación y aplicación de la pasta. Prolonga la vida útil de la batería al aumentar el voltaje al final de la carga. El naftaleno sulfonado requiere aproximadamente entre un tercio y la mitad de la cantidad de lignosulfonato y es estable a temperaturas más altas. ^{[ 22 ]}

Una vez secas, las placas se apilan con separadores adecuados y se insertan en un contenedor de celda. Las placas alternas constituyen entonces electrodos positivos y negativos alternos, y dentro de la celda se conectan posteriormente entre sí (negativo con negativo, positivo con positivo) en paralelo. Los separadores impiden que las placas se toquen entre sí, lo que de otro modo constituiría un cortocircuito. En las celdas de electrolito líquido y de gel, los separadores son rieles o pernos aislantes, antiguamente de vidrio o cerámica, y ahora de plástico. En las celdas AGM, el separador es la propia estera de vidrio, y el conjunto de placas con separadores se comprime antes de insertarlo en la celda; una vez dentro de la celda, las esteras de vidrio se expanden ligeramente, fijando así las placas en su lugar. En las baterías multicelda, las celdas se conectan entre sí en serie, ya sea mediante conectores a través de las paredes de la celda o mediante un puente sobre las paredes de la celda. Todas las conexiones intra e intercelda son de la misma aleación de plomo que la utilizada en las rejillas. Esto es necesario para prevenir la corrosión galvánica .

Las baterías de ciclo profundo tienen una geometría diferente para sus electrodos positivos. El electrodo positivo no es una placa plana, sino una hilera de cilindros o tubos de óxido de plomo dispuestos uno al lado del otro, por lo que su geometría se denomina tubular o cilíndrica . La ventaja de esto es una mayor superficie en contacto con el electrolito, con corrientes de descarga y carga más altas que una celda de placa plana del mismo volumen y profundidad de carga. Las celdas con electrodos tubulares tienen una mayor densidad de potencia que las celdas de placa plana. Esto hace que las placas de geometría cilíndrica sean especialmente adecuadas para aplicaciones de alta corriente con limitaciones de peso o espacio, como para montacargas o para el arranque de motores diésel marinos. Sin embargo, debido a que los cilindros tienen menos material activo en el mismo volumen, también tienen densidades de energía más bajas que las celdas de placa plana comparables, y menos material activo en el electrodo también significa que tienen menos material disponible para desprenderse antes de que las celdas se vuelvan inutilizables. Los electrodos cilíndricos también son más complejos de fabricar de manera uniforme, lo que tiende a hacerlos más caros que las celdas de placa plana. Estas limitaciones restringen el rango de aplicaciones en las que las baterías cilíndricas resultan útiles a situaciones en las que no hay suficiente espacio para instalar unidades de placa plana de mayor capacidad (y, por lo tanto, más grandes).

Aproximadamente el 60 % del peso de una batería de plomo-ácido para automóviles con una capacidad nominal de alrededor de 60 A·h corresponde a plomo o a componentes internos de plomo; el resto se compone de electrolito, separadores y la carcasa. ^{[ 8 ]} Por ejemplo, una batería típica de 14,5 kilogramos (32 lb) contiene aproximadamente 8,7 kilogramos (19 lb) de plomo .  

Los separadores entre las placas positiva y negativa evitan cortocircuitos por contacto físico, principalmente a través de dendritas ( arborización ), pero también por desprendimiento del material activo. Los separadores permiten el flujo de iones entre las placas de una celda electroquímica para formar un circuito cerrado. Se han utilizado esteras de fibra de vidrio, caucho y plástico PVC o polietileno para fabricar separadores. ^{[ 23 ]}

Un separador eficaz debe poseer diversas propiedades mecánicas, como permeabilidad , porosidad, distribución del tamaño de poro, superficie específica , diseño y resistencia mecánica, resistencia eléctrica , conductividad iónica y compatibilidad química con el electrolito. Durante su funcionamiento, el separador debe tener buena resistencia a los ácidos y la oxidación . Su superficie debe ser ligeramente mayor que la de las placas para evitar cortocircuitos entre ellas. Además, los separadores deben mantener su estabilidad en el rango de temperatura de funcionamiento de la batería .

En el diseño de estera de fibra de vidrio absorbente ( AGM ), los separadores entre las placas se reemplazan por una estera de fibra de vidrio empapada en electrolito. La estera contiene la cantidad justa de electrolito para mantenerla húmeda, y si la batería se perfora, el electrolito no se derramará. El objetivo principal de reemplazar el electrolito líquido en una batería de electrolito líquido con una estera de fibra de vidrio semisaturada es aumentar sustancialmente el transporte de gases a través del separador; el hidrógeno o el oxígeno producidos durante la sobrecarga o la carga (si la corriente de carga es excesiva) pueden atravesar libremente la estera de fibra de vidrio y reducir u oxidar la placa opuesta, respectivamente. En una celda de electrolito líquido, las burbujas de gas flotan en la superficie de la batería y se pierden en la atmósfera. Este mecanismo de recombinación del gas producido, junto con la ventaja adicional de que una celda semisaturada no presente fugas sustanciales de electrolito al perforar la carcasa de la batería, permite que esta quede completamente sellada, lo que las hace útiles en dispositivos portátiles y aplicaciones similares. Además, la batería se puede instalar en cualquier posición, aunque si se instala boca abajo, el ácido podría salir disparado por la válvula de sobrepresión.

Para reducir la pérdida de agua, se alea calcio con las placas; sin embargo, la acumulación de gas sigue siendo un problema cuando la batería se carga o descarga de forma profunda o rápida. Para evitar la sobrepresión de la carcasa, las baterías AGM incluyen una válvula de alivio unidireccional y se conocen comúnmente como baterías de plomo-ácido reguladas por válvula ( VRLA ).

Otra ventaja del diseño AGM es que el electrolito actúa como material separador y posee una gran resistencia mecánica. Esto permite comprimir el conjunto de placas dentro de la carcasa de la batería, lo que aumenta ligeramente la densidad energética en comparación con las versiones líquidas o de gel. Las baterías AGM suelen presentar una característica protuberancia en sus carcasas cuando tienen forma rectangular, debido a la expansión de las placas positivas.

La alfombrilla también impide el movimiento vertical del electrolito dentro de la batería. Cuando una batería de celda húmeda convencional se almacena descargada, las moléculas de ácido más pesadas tienden a depositarse en el fondo, lo que provoca la estratificación del electrolito. Al utilizar la batería, la mayor parte de la corriente fluye únicamente por esta zona, y la parte inferior de las placas tiende a desgastarse rápidamente. Esta es una de las razones por las que una batería de coche convencional puede dañarse si se almacena durante un largo periodo y luego se utiliza y recarga. La alfombrilla previene significativamente esta estratificación, eliminando la necesidad de agitar periódicamente las baterías, hervirlas o realizar una carga de ecualización para mezclar el electrolito. La estratificación también provoca que las capas superiores de la batería se conviertan casi por completo en agua, que puede congelarse en climas fríos; las baterías AGM son significativamente menos susceptibles a sufrir daños debido al uso a bajas temperaturas.

Si bien las celdas AGM no permiten la adición de agua (normalmente es imposible hacerlo sin perforar la batería), su proceso de recombinación está fundamentalmente limitado por los procesos químicos habituales. El hidrógeno gaseoso incluso se difunde a través de la propia carcasa de plástico. Algunos han descubierto que es beneficioso añadir agua a una batería AGM, pero esto debe hacerse lentamente para permitir que el agua se mezcle por toda la batería mediante difusión. Cuando una batería de plomo-ácido pierde agua, su concentración de ácido aumenta, incrementando significativamente la tasa de corrosión de las placas. Las celdas AGM ya tienen un alto contenido de ácido en un intento por reducir la tasa de pérdida de agua y aumentar el voltaje de espera, lo que resulta en una vida útil más corta en comparación con una batería de plomo-antimonio inundada. Si el voltaje de circuito abierto de las celdas AGM es significativamente mayor que 2,093 voltios, o 12,56  V para una  batería de 12 V, entonces tiene un contenido de ácido mayor que una celda inundada; si bien esto es normal para una batería AGM, no es deseable para una vida útil prolongada.

Las celdas AGM sobrecargadas, ya sea intencionalmente o por accidente, presentarán un voltaje de circuito abierto más alto debido a la pérdida de agua (y al aumento de la concentración de ácido). Una sobrecarga de un amperio-hora electroliza 0,335 gramos de agua por celda; parte del hidrógeno y el oxígeno liberados se recombinarán, pero no todos.

Durante la década de 1970, los investigadores desarrollaron la versión sellada o batería de gel , que incorpora un agente gelificante de sílice en el electrolito ( las baterías de plomo -ácido con base de gel de sílice utilizadas en las radios portátiles desde principios de la década de 1930 no estaban completamente selladas). Esto transforma el interior líquido de las celdas en una pasta semirrígida, ofreciendo muchas de las mismas ventajas que las baterías AGM. Estos diseños son aún menos propensos a la evaporación y se utilizan con frecuencia en situaciones donde el mantenimiento periódico es mínimo o inexistente. Las celdas de gel también presentan puntos de congelación más bajos y puntos de ebullición más altos que los electrolitos líquidos utilizados en las celdas húmedas convencionales y las baterías AGM, lo que las hace adecuadas para su uso en condiciones extremas.

La única desventaja del diseño de gel es que este impide el movimiento rápido de los iones en el electrolito, lo que reduce la movilidad de los portadores de carga y, por lo tanto, la capacidad de corriente de sobretensión. Por esta razón, las celdas de gel se encuentran con mayor frecuencia en aplicaciones de almacenamiento de energía, como los sistemas aislados de la red eléctrica.

Tanto los diseños de gel como los AGM son sellados, no requieren riego, pueden utilizarse en cualquier posición y cuentan con una válvula para la purga de gases. Por este motivo, ambos diseños pueden considerarse libres de mantenimiento, sellados y VRLA. Sin embargo, es frecuente encontrar fuentes que indican que estos términos se refieren específicamente a uno u otro de estos diseños.

En una batería de plomo-ácido regulada por válvula (VRLA), el hidrógeno y el oxígeno producidos en las celdas se recombinan en gran medida para formar agua. Las fugas son mínimas, aunque se produce cierta pérdida de electrolito si la recombinación no compensa la evolución del gas. Dado que las baterías VRLA no requieren (e imposibilitan) la comprobación periódica del nivel de electrolito, se las ha denominado baterías libres de mantenimiento . Sin embargo, este término es algo inexacto: las celdas VRLA sí requieren mantenimiento. A medida que se pierde electrolito, las celdas VRLA se secan y pierden capacidad. Esto se puede detectar mediante mediciones periódicas de resistencia interna , conductancia o impedancia . Las pruebas periódicas revelan si se requieren pruebas y mantenimiento más exhaustivos. Recientemente se han desarrollado procedimientos de mantenimiento que permiten la rehidratación, lo que a menudo restaura cantidades significativas de la capacidad perdida.

Los tipos VRLA se popularizaron en motocicletas alrededor de 1983, ^{[ 24 ]} porque el separador mejora la resistencia a la vibración y evita el derrame del electrolito ácido. ^{[ 25 ]} También son populares en aplicaciones estacionarias, como estaciones de telecomunicaciones, debido a su tamaño compacto y flexibilidad de instalación. ^{[ 26 ]}

Las baterías de plomo-ácido diseñadas para arrancar motores de automóviles no están diseñadas para descargas profundas. Cuentan con numerosas placas delgadas diseñadas para maximizar la superficie y, por lo tanto, la corriente de salida, lo que facilita su daño por descargas profundas. Las descargas profundas repetidas provocan una pérdida de capacidad y, en última instancia, una falla prematura, ya sea por la desintegración de las placas debido a esfuerzos mecánicos o por la sulfatación rápida cuando las placas se encuentran a bajos voltajes durante el ciclo de descarga profunda.

Las baterías de arranque que se mantienen en carga flotante continua pueden sufrir corrosión en la rejilla, lo que puede provocar fallos. Por lo tanto, las baterías de arranque pueden mantenerse en circuito abierto , pero cargarse regularmente (por ejemplo, una vez al mes) para evitar la sulfatación . ^{[ 30 ]}

Las baterías de arranque son más ligeras que las de ciclo profundo del mismo tamaño, ya que las placas de las celdas, más delgadas y ligeras, no llegan hasta el fondo de la carcasa. Esto permite que el material suelto y desintegrado se desprenda de las placas y se acumule en el fondo de la celda, prolongando así la vida útil de la batería. Si estos residuos ascienden lo suficiente, pueden tocar el fondo de las placas y provocar la falla de una celda, lo que resulta en una pérdida de voltaje y capacidad de la batería.

Las celdas de ciclo profundo especialmente diseñadas son mucho menos susceptibles a la degradación por ciclos de carga y descarga, y son necesarias para aplicaciones donde las baterías se descargan regularmente, como sistemas fotovoltaicos , vehículos eléctricos ( carretillas elevadoras , carritos de golf , coches eléctricos , etc.) y sistemas de alimentación ininterrumpida . Estas baterías tienen placas más gruesas que no pueden suministrar tanta corriente máxima , pero pueden soportar descargas frecuentes. ^{[ 31 ]}

Algunas baterías están diseñadas como un punto intermedio entre las de arranque (alta corriente) y las de ciclo profundo. Se pueden descargar en mayor medida que las baterías de automóviles, pero en menor medida que las de ciclo profundo. Se las conoce como baterías marinas , para autocaravanas o de ocio .

La capacidad de una batería de plomo-ácido no es una cantidad fija, sino que varía según la velocidad de descarga. La relación empírica entre la velocidad de descarga y la capacidad se conoce como la ley de Peukert .

Cuando una batería se carga o se descarga, inicialmente solo se ven afectados los reactivos químicos que se encuentran en la interfaz entre los electrodos y el electrolito. Con el tiempo, la carga almacenada en los reactivos químicos de la interfaz, a menudo denominada carga interfacial o carga superficial , se distribuye por difusión a través del volumen del material activo.

Consideremos una batería que se ha descargado por completo (como ocurre al dejar las luces del coche encendidas durante la noche, con un consumo de corriente de unos 6 amperios). Si luego se le aplica una carga rápida durante solo unos minutos, las placas de la batería se cargan únicamente cerca de la interfaz entre las placas y el electrolito. En este caso, el voltaje de la batería podría aumentar hasta un valor cercano al del cargador; esto provoca una disminución significativa de la corriente de carga. Tras unas horas, esta carga de interfaz se extenderá al volumen del electrodo y el electrolito; esto da lugar a una carga de interfaz tan baja que puede resultar insuficiente para arrancar el coche. ^{[ 32 ]} Mientras el voltaje de carga se mantenga por debajo del voltaje de gasificación (unos 14,4 voltios en una batería de plomo-ácido normal), es improbable que la batería sufra daños y, con el tiempo, debería volver a un estado de carga nominal.

Según un informe de 2003 titulado "Getting the Lead Out", de Environmental Defense y el Ecology Center de Ann Arbor, Michigan, las baterías de los vehículos en circulación contenían aproximadamente 2.600.000 toneladas métricas (2.600.000 toneladas largas; 2.900.000 toneladas cortas) de plomo. Algunos compuestos de plomo son extremadamente tóxicos. La exposición prolongada incluso a cantidades mínimas de estos compuestos puede causar daño cerebral y renal, pérdida de audición y problemas de aprendizaje en los niños. ^{[ 38 ]} La industria automotriz utiliza más de 1.000.000 de toneladas métricas (980.000 toneladas largas; 1.100.000 toneladas cortas) de plomo cada año, y el 90% se destina a baterías convencionales de plomo-ácido para vehículos. Si bien el reciclaje de plomo es una industria bien establecida, más de 40.000 toneladas métricas (39.000 toneladas largas; 44.000 toneladas cortas) terminan en vertederos cada año. Según el Inventario Federal de Liberación de Sustancias Tóxicas, se liberan otras 70.000 toneladas métricas (69.000 toneladas largas; 77.000 toneladas cortas) en el proceso de extracción y fabricación de plomo. ^{[ 39 ]}

Se están realizando esfuerzos para desarrollar alternativas (especialmente para uso automotriz) debido a la preocupación por las consecuencias ambientales de la eliminación inadecuada y de las operaciones de fundición de plomo , entre otras razones. Es poco probable que las alternativas las reemplacen en aplicaciones como el arranque de motores o los sistemas de energía de respaldo, ya que las baterías, si bien son pesadas, tienen un costo inicial bajo.

Según Battery Council International, un grupo industrial, el reciclaje de baterías de plomo-ácido es uno de los programas de reciclaje más exitosos del mundo. En Estados Unidos, el 99 % de todo el plomo de las baterías se recicló entre 2017 y 2021. ^{[ 40 ]} Datos de la Administración de Protección Ambiental de EE . UU. confirman que la tasa de reciclaje ha aumentado del 76 % en 1970 al 99 % en la actualidad. ^{[ 41 ]}

El plomo es altamente tóxico para los humanos, y su reciclaje puede provocar contaminación y polución, lo que resulta en numerosos y duraderos problemas de salud. ^{[ 42 ] [ 43 ]} Una clasificación identifica el reciclaje de baterías de plomo-ácido como el proceso industrial más letal del mundo, en términos de años de vida ajustados por discapacidad perdidos, lo que resulta en una pérdida estimada de entre 2 000 000 y 4 800 000 años de vida humana individual a nivel mundial. ^{[ 44 ]}

Los sitios de reciclaje de baterías de plomo-ácido se han convertido en una fuente de contaminación por plomo, y para 1992, la EPA había seleccionado 29 de estos sitios para su limpieza Superfund , con 22 en su Lista Nacional de Prioridades. ^{[ 45 ]}

Un sistema eficaz de control de la contaminación es fundamental para prevenir las emisiones de plomo. Se requiere una mejora continua en las plantas de reciclaje de baterías y en el diseño de los hornos para cumplir con las normas de emisiones de las fundiciones de plomo. Programas de certificación voluntaria como LeadBattery360 buscan impulsar dichas mejoras.

• magnalabs.com , sulfatación de placas de batería
• reuk.co.uk , desulfatación de baterías
• reuk.co.uk , baterías de plomo-ácido
• cbcdesign.co.uk , suministro de CC (abril de 2002)
• comcast.net , algunos detalles técnicos sobre las baterías de plomo-ácido

• btterycouncil.org (BCI), organización comercial de fabricantes de baterías de plomo-ácido
• batteryfaq.org , Preguntas frecuentes sobre baterías de coche y de ciclo profundo
• atsdr.cdc.gov Archivado el 10/03/2022 en Wayback Machine , toxicidad del plomo (Pb): conceptos clave | ATSDR – medicina ambiental y educación en salud ambiental – CSEM estudios de caso en medicina ambiental (CSEM), Agencia para Sustancias Tóxicas y Registro de Enfermedades
• alton-moore.net , desulfatador de baterías de plomo-ácido (Home Power n.° 77, junio/julio de 2000)]