COMO CARREGAR UMA BATERIA CHUMBO-ÁCIDO

 

 

 

A forma de carga para baterias de chumbo-ácido difere das de NiCd no limite de tensão, ao invés do limite de corrente a ser usado.

O tempo de carga de uma bateria de chumbo-ácido (selada) é de 12 a 16 horas. Com correntes de carga maiores e métodos de carga multiestágios, o tempo de carga pode ser reduzido para 10 horas ou menos. As baterias de chumbo-ácido não podem ser carregadas tão rapidamente quanto às de NiCd.

Um carregador multiestágio aplica carga em três estágios:

 

 - Corrente constante

 - Carga de pico

 - Carga de flutuação.

 

Figura 1 - Curva de carga de bateria selada

 

Durante a carga em corrente constante, a bateria carrega 70% em aproximadamente 5 horas.

Os 30% restantes são completados por uma carga lenta de pico. A corrente de pico dura mais 5 horas e é essencial para o bem estar da bateria.

É crítico o ajuste correto do limite de tensão de pico da célula. Um limite de tensão crítico é de 2,30V até 2,45V. Se uma carga lenta é aceitável, ou se a temperatura ambiente exceder 30°C, o limite de tensão recomendável é 2,35 Volts por célula. Se for preciso um carregador rápido e a temperatura ambiente permanecer abaixo de 30°C, poderá ser usado de 2,40V a 2,45V por célula.

Se a bateria não estiver completamente carregada, a bateria de chumbo-ácido irá eventualmente perder sua habilidade de aceitar uma carga completa e o desempenho da bateria será reduzido.

O terceiro estágio é a carga de flutuação, que compensa a autodescarga depois da bateria ter sido carregada completamente.

Uma vez completamente carregada e pronta para uso, uma carga de flutuação é aplicada e mantida constante em um nível de tensão mais baixo. A tensão de carga de flutuação recomendada para a maioria das baterias de chumbo-ácido é entre 2,25 a 2,30V por célula.

A tensão de carga de flutuação ótima muda com a temperatura. Uma temperatura maior exige tensões inferiores e uma temperatura inferior exige tensões maiores. Carregadores que são expostos a grandes flutuações de temperatura são equipados com sensores de temperatura para aperfeiçoarem a tensão de flutuação.

Carregar uma bateria selada de chumbo-ácido usando corrente de flutuação não é adequado. A bateria precisa estar carregada completamente para evitar sulfatação na placa negativa, mas não precisa estar supersaturada, que causa corrosão na grade na placa positiva. Diferenças no envelhecimento das células criam outro desafio em achar a tensão de carga de flutuação otimizada.

Com o desenvolvimento de bolsas de ar dentro das células, algumas baterias mostram geração de hidrogênio quando são sobrecarregadas. Outras sofrem recombinação de oxigênio. Uma vez as células conectadas em série, o controle da tensão individual da célula é virtualmente impossível. Se a tensão aplicada na célula é muito alta ou muito baixa para uma dada célula, a célula mais fraca se deteriora mais e a condição dela se torna mais pronunciada com o tempo.

Empresas têm desenvolvido dispositivos de balanceamento de células que corrigem alguns desses problemas, mas esses dispositivos apenas podem ser aplicados se o acesso às células individuais for possível.

A ondulação (ripple) da tensão de carga também causa problemas em baterias de chumbo-ácido, especialmente nas de chumbo-ácido reguladas por válvulas. O pico da tensão de ondulação constitui uma sobrecarga, causando geração de hidrogênio.

Uma bateria selada de chumbo-ácido deve ser armazenada em estado carregado.

Uma carga de pico deve ser aplicada a cada 6 meses para evitar que a tensão caia para menos de 2,10V por célula. O valor da corrente de pico pode ser diferente para cada fabricante. Sempre se devem seguir os intervalos de tempo recomendados pelo fabricante.

Medindo a tensão de uma célula aberta enquanto armazenada, pode-se obter uma indicação do nível de carga aproximada. Uma tensão de 2,11V, se medida à temperatura ambiente, revela que a célula tem uma carga de 50% ou mais. Se a tensão está neste limiar, a bateria está em uma boa condição e apenas precisa de um prévio ciclo de carga completo para ser usada. Se a tensão cai para menos de 2,10V, vários ciclos de carga e descarga podem ser necessários para fazer a bateria ter a capacidade total.

Quando se medir a tensão terminal de qualquer célula, a temperatura de armazenamento deve ser observada. Uma bateria fria aumenta a tensão e uma morna, diminui a tensão.

Baterias plásticas seladas de chumbo-ácido que chegam dos vendedores com menos de 2,10V por célula são rejeitadas por alguns compradores que inspecionam a bateria durante o controle de qualidade. Tensão baixa sugere que a bateria pode ter um defeito que não pode ser corrigido com a ciclagem. Embora a ciclagem possa aumentar a capacidade dessas baterias, os ciclos extras comprometem a vida de serviço da bateria. Além disso, o tempo e o equipamento exigidos para fazer a bateria estar completamente funcional, são acrescidos ao custo operacional.

As baterias de chumbo-ácido são preferidas para utilização em sistemas de “nobreak”. Durante carga de flutuação prolongada, uma carga de pico periódica, também conhecida como “carga de equalização”, é recomendável para carregar completamente as placas e prevenir sulfatação. Uma carga de equalização aumenta a tensão da bateria por várias horas para um nível de tensão acima do especificado pelo fabricante. Perda de eletrólito através da temperatura elevada pode ocorrer se a carga de equalização não for administrada corretamente. Pelo fato de não se poder adicionar nenhum líquido nos sistemas de baterias seladas de chumbo-ácido reguladas por válvula, uma redução do eletrólito causará um dano irreversível. Fabricantes estão divididos em relação aos benefícios da carga de equalização.

Acredita-se que algum exercício, ou breve descarga periódica possa prolongar a vida da bateria de chumbo-ácido. Se aplicada uma vez por mês como parte de um programa de exercício, a profundidade de descarga deve apenas ser aproximadamente 10% da capacidade total. Uma descarga total como parte de uma manutenção regular não é recomendada porque cada ciclo profundo de descarga rouba a vida de serviço da bateria.

Mais experimentos são necessários para verificar as vantagens de exercitar baterias de chumbo-ácido. Novamente, fabricantes expressam diferentes visões de como manutenções preventivas devem ser executadas. Alguns especialistas preferem carga de pico enquanto que outros recomendam descargas programadas.

Desconectar a carga de flutuação enquanto a bateria de chumbo-ácido regulada por válvula está em espera é outro método de prolongar a vida da bateria. De tempos em tempos, uma carga de pico é aplicada para reabastecer a energia perdida através da autodescarga. Isso é feito para diminuir a corrosão da célula e prolongar a vida da bateria. A bateria é mantida como se estivesse em armazenamento. Isto apenas funciona em aplicações que não extraiam uma corrente durante a espera.