CARICABATTERIE

TIPOS DE BATERIAS

No mundo dos carregadores de baterias Telwin, tudo roda ao redor das baterias utilizadas para fornecer energia aos veículos. A seguir, são descritas resumidamente as características principais das várias tecnologias de fabrico das baterias utilizadas no sector Automotivo.

Baterias WET de tipo tradicional com ácido livre (flooded)

As baterias “WET” de tipo tradicional com ácido livre (flooded) são acumuladores do tipo com Chumbo-ácido que são compostos principalmente pelos componentes a seguir (ver foto FIAMM TITANIUM):

 

  • Recipiente (monobloco) de material plástico (polipropileno - PP/PE) no interior do qual há n° 6 células idênticas (bateria com 12V) isoladas entre si.

 

  • Conjunto placas formado por um número definido de placas positivas e negativas (eléctrodos) que varia em função das dimensões da célula e dos dados da etiqueta (capacidade corrente de arranque a frio) da bateria. Os conjuntos de placas estão situados no interior de cada célula e ligados entre si em série de maneira a formar a bateria com 12V.

 

  • Separadores em polietileno (PE) normalmente do tipo envelope que são interpostos entre uma placa positiva e uma negativa e servem para evitar o contato direto entre os dois eléctrodos de sinal oposto e, portanto, que seja gerado o curto-circuito que causaria a quebra da bateria.

 

  • Eletrólito trata-se de uma solução de ácido sulfúrico (H2SO4) diluído com água, no qual são mergulhados os conjuntos de placas, necessário para que ocorra a reação eletroquímica no interior das células que está na base do funcionamento da bateria com Pb-ácido.

 

  • Pontes de ligação em chumbo ou ligas de chumbo que servem para soldar juntas todas as placas do mesmo sinal e conectar em série as seis células numa bateria com 12V.

 

  • Tampa de cobertura (mono-tampa) de material plástico (polipropileno - PP/PE) no interior da qual há n° 6 células idênticas (bateria com 12V) isoladas entre si. A tampa de cobertura é soldada no monobloco mediante um processo de soldadura por termo-fusão que garante a retenção mecânica perfeita entre os dois componentes. As tampas podem ser do tipo por desgaseificação centralizada (os gases produzidos na fase de carga no interior da bateria são ejetados para fora através de um único furo de purga presente em um dos dois lados curtos da bateria) ou do tipo para tampas simples com parafuso e/ou por pressão onde a purga dos gases é efetuada através de um furo presente na parte superior de cada tampa.

 

  • Tampas dos dispositivos de purga trata-se de tampas que podem ser simples (com parafuso) ou múltiplas (com pressão) e que servem para fechar os furos presentes na tampa de cobertura necessários para o primeiro enchimento da bateria com o eletrólito na fase de primeira carga. As funções primárias das tampas são as de permitir a desgaseificação correta para fora dos gases produzidos no interior da bateria na fase de carga e de permitir o enchimento com água destilada quando necessário e possível.

 

  • Terminais positivo e negativo, são posicionados na parte superior da tampa de cobertura da bateria, produzidos em liga de Chumbo e normalmente de tipo cónico, têm dimensões segundo as normas e diferentes entre o positivo e o negativo de forma a permitir a conexão correta da bateria ao utilizador (carga) externo.

 

As baterias wet com ácido livre (flooded) em função da tecnologia de fabrico dos eléctrodos (placas positivas e negativas) são classificadas principalmente em três macro categorias:

 

  1. Baterias com manutenção ordinária: que têm a liga de ambas as grades das placas positivas e negativas em Chumbo-Antimónio (PbSb/PbSb) e que necessitam de uma verificação periódica dos níveis do electrólito no interior de cada célula e do enchimento mediante a adição apenas de água destilada (nunca ácido) através das tampas de purga específicas presentes na tampa de cobertura.

 

  1. Baterias com manutenção reduzidas, denominadas também com “Tecnologia Híbrida”: que têm a liga da grade positiva em Chumbo-Antimónio, mas com baixo conteúdo de antimónio (PbSb) e a liga da grade negativa em Chumbo-Cálcio (PbCa). Estas baterias apresentam um “consumo de água” em sobrecarga mais reduzido em relação àquele das baterias com manutenção ordinária, portanto, a restauração dos níveis de eletrólito é feita somente quando serve e em condições especiais de exercício (temperaturas elevadas de exercício, sobrecarga prolongada, etc.). Neste caso também o enchimento deve ser feito com a adição apenas de água destilada (nunca ácido) através das tampas de purga apropriadas presentes na tampa de cobertura.

 

  1. Baterias sem manutenção (SM), denominadas também Maintenance Free (MF), nestas baterias as grades das placas positivas e negativas são fabricadas com ligas de chumbo sem antimónio e podem ser do tipo Chumbo/Cálcio/Estanho (PbCaSn) ou Chumbo/Cálcio/Estanho/Prata (PbCaSnAg) para a positiva e Chumbo/Cálcio (PbCa) para a negativa. Nestas baterias o consumo de água por sobrecarga é muito baixo portanto, e em condições normais de utilização, não é necessário o enchimento, normalmente também não têm tampas visíveis e são inspecionáveis diretamente. As baterias sem manutenção geralmente apresentam um componente adicional denominado “olho mágico” (Magic Eye) que normalmente está situado na tampa de cobertura na proximidade da terceira célula da bateria e que fornece uma indicação aproximada sobre as condições da bateria:

 

{C}a)    {C}Cor VERDE: bateria CARREGADA

b)    Cor CINZA ESCURO: bateria DESCARREGADA

c)    Cor BRANCO: Nível muito baixo do eletrólito (bateria a substituir)

Baterias WET com ácido livre de tipo AFB (Advanced Flooded Battery)

Trata-se de baterias com Pb-ácido de última geração cujo design baseia-se na evolução tecnológica das baterias com ácido livre tradicionais sem manutenção. Estas baterias foram desenvolvidas ao longo dos últimos anos para a aplicação em veículos Micro Hybrid com sistemas Start&Stop. As características principais de fabrico que diferenciam as baterias AFB daquelas tradicionais com ácido livre são: maior reserva de eletrólito em cima das placas, placas negativas com ligas especiais das grades e matérias ativas otimizadas para a função específica, separadores com camada dupla para aumentar a duração dos tempos dos ciclos de carga/descarga na modalidade Start&Stop, aumento da resistência dos eléctrodos à corrosão (placas). As vantagens principais em relação às baterias tradicionais com ácido sem manutenção são: resistência elevada dos tempos dos ciclos de descarga e carga, potência elevada de arranque especificamente com baixas temperaturas, ciclo maior de vida (quando medido em termos de output energético), nenhuma manutenção.

 

Ver foto bateria FIAMM Ecoforce AFB.

Baterias VRLA AGM

As baterias do tipo VRLA (Valve Regulated Lead-Acid battery) com tecnologia AGM (Absorbent Glass Mat) são baterias com Pb-ácido com ligas da grade positiva PbCaSn e negativa PbCa e são as únicas baterias totalmente isentas de manutenção.

 

A característica principal que diferencia uma bateria VRLA AGM de uma tradicional com ácido livre é a tecnologia da recombinação dos gases. O princípio de funcionamento destas baterias baseia-se no ciclo de “recombinação do oxigênio”.

 

Numa bateria tradicional de chumbo, com ácido livre, durante a fase de recarga há a dissociação da água nos dois gases que a compõem: hidrogénio e oxigénio. Os dois gases saem pelas tampas da cobertura e ao mesmo tempo diminui o nível do eletrólito no interior da bateria.

 

Nas baterias VRLA AGM por recombinação, por outro lado, o ácido é retido num separador especial microporoso em microfibra de vidro (Absorbent Glass Mat) impregnado com uma quantidade controlada de eletrólito na fase de produção. O oxigénio liberado pela placa positiva depois da dissociação da água, durante a fase de recarga, pode migrar até a placa negativa pela qual é fixado para depois recombinar-se com o hidrogénio, restaurando a água que havia se dissociado.

 

Estabelece-se assim um ciclo eletroquímico fechado que em princípio e em condições normais de utilização, não gera nenhuma emissão de gás no exterior e/ou consumo de água.

 

No caso de sobrecarga da bateria e consequente grande desenvolvimento de gás no seu interior, o excesso é eliminado por meio da abertura de uma válvula de segurança posicionada no interior da tampa de cobertura em cada célula. Esta válvula é projetada para abrir sob pressão de aproximadamente 0,2 bar em bateria nova, mas em condições de utilização normal fica fechada, pois deve impedir a entrada de ar no interior da bateria (o oxigénio iria descarregar a placa negativa). Esse é o motivo pelo qual estas baterias são identificadas como VRLA (Valve Regulated Lead-Acid Batteries; baterias de chumbo-ácido reguladas por válvulas) com tecnologia AGM (Absorbent Glass Mat; com eletrólito absorvido).

 

Portanto, é claro que nunca deve-se tentar abrir a tampa de cobertura para evitar de danificar as válvulas.

 

 

As baterias VRLA AGM têm uma resistência maior às temperaturas extremas, aos ciclos de descarga e carga e às vibrações e choques mecânicos, são totalmente isentas de manutenção, para além disso, têm uma melhor característica para carregar com mais facilidade, especificamente aquela de tipo dinâmico, e uma potência maior de arranque em relação às baterias tradicionais com ácido livre.

 

Estas baterias são muito apropriadas para a aplicação em veículos Micro Hybrid com sistemas Start&Stop + B.E.R. e esta é a razão de sua grande difusão ao longo dos últimos anos.

 

Ver foto bateria FIAMM Ecoforce AGM.

 

 

Baterias GEL

As baterias com GEL representam uma das duas tecnologias de produção das baterias com Pb-ácido do tipo VRLA. A diferença fundamental entre as baterias AGM e GEL é que nestas últimas o eletrólito não se apresenta de forma líquida mas é contido num gel de silício especial no qual é mergulhado o conjunto de placas, enquanto nas baterias AGM o eletrólito é todo absorvido no separador especial em microfibra de vidro.

 

As baterias com GEL normalmente não são utilizadas para aplicações de arranque no sector automotivo porque as temperaturas elevadas de funcionamento no interior do compartimento do motor dos veículos com motor térmico geram um aumento significativo do volume do gel com repercussões nos desempenhos eléctricos e na duração de vida da bateria. Por outro lado as temperaturas muito baixas provocam uma concentração do GEL no interior da célula, que causa um aumento da resistência interna da bateria, isso repercute-se negativamente na corrente de arranque a frio (-18°C) que resulta bastante reduzida em relação àquela das baterias com tecnologia AGM ou com ácido livre.

 

 

As baterias com GEL, portanto, são mais apropriadas para aplicações de energia e de potência, são utilizadas em aplicações industriais onde é exigida uma elevada resistência nos ciclos de descarga e carga e/ou de vida em compensação. São utilizadas também para a alimentação dos serviços de bordo no sector da náutica e do lazer (Caravana) como alternativa às baterias AGM.

 

 

Agradece-se a FIAMM S.p.A. pelas imagens e o apoio fornecido somente para a realização da parte relativa à tipologia de baterias. As marcas e as imagens são de propriedade da FIAMM S.p.A. e é excluída qualquer cessão a terceiros de licenças ou direitos. Enfim é excluída a utilização da marca e das imagens para finalidades estranhas ao presente documento.