O que significa Bateria AGM?
O que significa AGM Battery? Vamos primeiro saber o que significa a sigla, AGM. AGM Forma completa da bateria: É a abreviatura do termo Absorbent Glass Mat, uma frágil folha branca, altamente porosa e semelhante ao papel, cortada em rolos, feita de fibras finas porosas de vidro borossilicato e utilizada como separador de bateria é um tipo de bateria de chumbo-ácido chamado AGM bateria de chumbo-ácido regulada por válvula (VRLAB). Dito de uma forma simples, é um separador de bateria porosa. Uma bateria montada com um separador AGM é chamada de bateria AGM.
Separador de baterias AGM
AGM Aplicações da bateria
A bateria VRLA AGM é usada para todas as aplicações onde a não-derramabilidade e operações sem fumaça são necessárias. Esta bateria está disponível em todos os tamanhos desde 0,8 Ah (12 V) a centenas de Ah, de 2 V a 12 V configurações. Qualquer valor de tensão pode ser oferecido por uma combinação de células/baterias de 2 V ou 4 V ou 6 V ou 12 V. São utilizados em diversas aplicações como aplicações solares fotovoltaicas (SPV), alimentação ininterrupta de energia (UPS), dispositivos de comunicação, sistemas de iluminação de emergência, Robôs, dispositivos de controle industrial, dispositivos de automação industrial, equipamentos de combate a incêndios, Televisão de Acesso Comunitário (CATV), dispositivos de comunicação óptica, estações base de Sistemas de Telefone Pessoal Handy-phone (PHS), estações base de microcélulas, sistemas de prevenção de desastres e crimes, etc.
AGM Bateria vs. inundada
Baterias mal conservadas e inundadas não podem proporcionar a vida útil esperada.
A inundação convencional de baterias de chumbo-ácido requer alguns procedimentos de manutenção a serem seguidos. E são:
- Manter a parte superior da bateria limpa e seca, livre de pó e gotículas ácidas.
- Manter o nível do eletrólito (no caso de uma bateria inundada) no nível apropriado, completando com água aprovada.
Esta diminuição do nível de electrólitos deve-se à electrólise (decomposição através do uso de electricidade) da água que ocorre no final de uma recarga quando uma parte da água no ácido diluído se dissocia como hidrogénio e oxigénio de acordo com a reacção seguinte e é ventilada para a atmosfera estequiometricamente:
2H2O ↑ ↑ + O2 ↑
A bateria de chumbo-ácido contém ácido sulfúrico diluído como o eletrólito e os terminais de uma bateria convencional e as partes externas como o recipiente, conectores inter-células, tampas, etc. recebem algum tipo de spray ácido e também ficam cobertas com poeira. Os terminais devem ser mantidos limpos, limpando com um pano úmido e também aplicando periodicamente vaselina branca para que não ocorra corrosão entre os terminais e o cabo conectado a ela.
O produto de corrosão é de cor azulada devido à formação de sulfato de cobre proveniente dos terminais de latão. Se os conectores forem de aço, então o produto de corrosão terá uma cor de azul esverdeado, devido ao sulfato ferroso. Se o produto for de cor branca, pode ser devido ao sulfato de chumbo (devido à sulfatação) ou devido à corrosão dos conectores de alumínio.
Além disso, os gases ácidos carregados de fumos emanam da bateria enquanto a carga está a decorrer. Este fumo irá afectar o equipamento circundante, bem como a atmosfera.
O consumidor pensa que este é um procedimento incómodo e quer uma bateria, livre desse trabalho de manutenção. Cientistas e engenheiros começaram a pensar nesta linha e a procurar métodos para evitar estes procedimentos foram retomados no final da década de 1960. Apenas no final dos anos 60, as verdadeiras baterias “sem manutenção” foram realizadas comercialmente. As células seladas de níquel-cádmio foram as precursoras do VRLAB.
O trabalho de I & D em pequenas células cilíndricas de chumbo-ácido contendo eletrodos enrolados em espiral foi iniciado em 1967 nos laboratórios da Gates Corporation, EUA, por John Devitt. Em 1968, Donald H. McClelland juntou-se a ele. Quatro anos mais tarde, em 1971, os produtos resultantes foram oferecidos para venda: uma célula equivalente em tamanho à célula D convencional de dióxido de manganês e outra com o dobro da capacidade foi oferecida comercialmente pela Gates Energy Products Denver, CO, EUA. [J. Devitt, J Power Sources 64 (1997) 153-156]. Donald. H. McClelland e John L. Devitt da Gates Corporation, EUA, descreveram pela primeira vez uma bateria comercial selada de chumbo-ácido baseada no princípio do ciclo de oxigénio [D.H. McClelland e J. L. Devitt US Pat. 3862861 (1975)].
Simultaneamente foram desenvolvidas duas tecnologias, uma baseada no eletrólito gelificado (GE) e outra na AGM, a primeira na Alemanha e a segunda nos EUA, Japão e Europa.
Para começar, as baterias de chumbo-ácido reguladas por válvula eram chamadas de baterias ‘livres de manutenção’, baterias com fome de electrólitos, baterias seladas e assim por diante. Devido a muitos litígios entre os consumidores e os fabricantes sobre a utilização do termo “sem manutenção”, o termo actualmente utilizado “regulado por válvulas” tornou-se amplamente aceite. Como a bateria VR tem válvulas de liberação de pressão unidirecional, o uso do termo “selado” também é desencorajado.
Qual é a diferença entre uma bateria AGM e uma bateria padrão?
Uma bateria AGM e uma bateria normal ou normal utilizam um tipo similar de placas, na maioria das vezes, placas planas. Esta é a única semelhança. Algumas baterias inundadas também usam placas tubulares.
Uma bateria padrão ou convencional ou inundada é totalmente diferente da bateria AGM no sentido de que esta última não tem electrólito líquido livre, onde o nível do electrólito tem de ser mantido através da adição periódica de água aprovada para compensar a perda de água devido à electrólise. Por outro lado, na bateria AGM, que é uma bateria de chumbo ácido regulada por válvula (VRLA), não existe tal requisito, As reacções únicas que ocorrem nas células VR cuidam da perda, seguindo o que se chama um “ciclo interno de oxigénio”. Esta é a principal diferença.
Para o funcionamento do ciclo de oxigénio, a bateria AGM tem uma válvula de libertação unidireccional. A tampa especial de borracha cobre um tubo de escape cilíndrico. Quando a pressão interna da bateria atinge o limite, a válvula levanta (abre) para libertar os gases acumulados e antes de atingir a pressão atmosférica, a válvula fecha e permanece assim até que a pressão interna exceda novamente a pressão de ventilação. A função desta válvula é multifacetada. (i) Para prevenir a entrada acidental de ar indesejado da atmosfera; isto resulta na descarga de NAM. (ii) Para o transporte efectivo, sob pressão, do oxigénio do PAM para o NAM, e (iii) para proteger a bateria de uma explosão inesperada; isto pode ser causado por uma carga abusiva.
Na bateria AGM, todo o electrólito é mantido apenas nas placas e no separador AGM. Portanto, não há nenhuma chance de derramamento do eletrólito corrosivo, ácido sulfúrico diluído. Por este motivo, a bateria AGM pode ser operada em qualquer lado, excepto, de cabeça para baixo. Mas a bateria inundada só pode ser usada na posição vertical. Durante o empilhamento das baterias VRLA, a operação de tomar as leituras de tensão torna-se mais fácil no caso de baterias de alta tensão de alta capacidade.
Durante as operações normais da VRLAB, as emissões de gases são insignificantes ou inexistentes. Portanto, é “fácil de usar”. Assim, a bateria AGM pode ser integrada no equipamento eletrônico. Um bom exemplo é a UPS do computador pessoal, que normalmente utiliza uma bateria VRLA de 12V 7Ah VRLA. Por esta razão, os requisitos de ventilação para a bateria VRLA AGM são apenas 25 % dos requisitos para baterias inundadas.
Em comparação com as baterias VR ou AGM VR geladas, a versão inundada sofre do fenómeno de estratificação electrolítica. É insignificante em baterias geladas e, no caso de baterias AGM, não é tão grave como em baterias inundadas. Devido a isso, a utilização não uniforme de materiais ativos é eliminada ou reduzida, prolongando assim a vida útil das baterias.
O processo de fabricação na bateria AGM envolve a compressão eficaz dos elementos celulares para suprimir o aumento da resistência durante a vida útil da bateria. Um efeito concomitante é uma diminuição da taxa de queda da capacidade durante a ciclagem/vida. Isto é devido ao facto de se evitarem as descargas devido aos efeitos compressivos.
As baterias VRLA são baterias prontas a usar. É muito fácil de instalar, evitando o incómodo e demorado enchimento inicial e carregamento inicial, minimizando assim o tempo necessário para a instalação.
Materiais muito puros são empregados no fabrico de baterias VRLA. Devido a este aspecto e ao uso do separador AGM, a perda devida à auto-descarga é muito baixa. Por exemplo, a perda é inferior a 0,1% por dia no caso de bateria AGM enquanto que é de 0,7-1,0% por dia para células inundadas. Assim, a bateria AGM pode ser armazenada por períodos mais longos sem carga refrescante. Dependendo da temperatura ambiente, a bateria AGM pode ser armazenada sem carga até 6 meses (20ºC a 40ºC), 9 meses (20ºC a 30ºC) e 1 ano se estiver abaixo de 20ºC. [panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive March 2017 p 18]
Adaptado da referência Furukawa
| Temperatura de armazenamento (ºC) | Inundado | Inundado | Inundado | VRLA | VRLA | VRLA |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Período de armazenamento (meses) | Retenção de capacidade (por cento) | Perda de capacidade (por cento) | Período de armazenamento (meses) | Retenção de capacidade (por cento) | Perda de capacidade (por cento) | |
| 40 | - | - | - | 6 | 40 | 60 |
| 40 | 3 | 35 | 65 | 3 | 70 | 30 |
| 40 | 2 | 50 | 50 | 2 | 80 | 20 |
| 40 | 1 | 75 | 25 | 1 | 90 | 10 |
| 25 | - | - | - | 13 | 60 | 40 |
| 25 | 6 | 55 | 45 | 6 | 82 | 18 |
| 25 | 5 | 60 | 40 | 5 | 85 | 15 |
| 25 | 4 | 70 | 30 | 4 | 88 | 12 |
| 25 | 3 | 75 | 25 | 3 | 90 | 10 |
| 25 | 1 | 90 | 10 | 1 | 97 | 3 |
| 10 | - | - | - | 12 | 85 | 15 |
| 10 | - | - | - | 9 | 90 | 10 |
Fato surpreendente divertido - AGM Design de bateria
A bateria AGM pode ser projetada para sobreviver a um teste de curto-circuito de 30 dias e, após a recarga, tem praticamente a mesma capacidade que antes do teste. Rand p. 436 Wagner
Uma bateria AGM é o mesmo que uma bateria de gel?
Embora estes dois tipos pertençam ao tipo de baterias reguladas por válvula (VR), a principal diferença entre estes dois tipos é o electrólito. O AGM é utilizado como separador na bateria AGM, na qual todo o eletrólito está contido dentro dos poros das placas e dos poros do separador AGM altamente poroso. O intervalo típico de porosidade para um separador AGM é de 90-95%. Não é usado um separador extra. Durante o enchimento do electrólito e subsequente processamento, toma-se o cuidado de não saturar o AGM com o electrólito e pelo menos 5% de vazios estão lá sem serem preenchidos com o ácido. Isto é para facilitar o funcionamento do ciclo do oxigénio.
Bateria AGM vs Gel
O oxigênio é transportado da placa positiva através do separador para a placa negativa durante o carregamento. Este transporte só pode acontecer eficazmente se o separador não estiver completamente saturado. É preferível um nível de saturação de 95% ou menos. (POROSIDADE: É a relação na percentagem do volume de poros em AGM para o volume total de material, incluindo os poros).
Mas na bateria do eletrólito gelado, o eletrólito é misturado com pó de sílica pirogenada para imobilizá-lo, de modo que a bateria de gel se torne não derramável. O separador é do tipo policloreto de vinilo (PVC) ou celulósico. Aqui o oxigénio gasoso difunde-se através das fissuras e fissuras na matriz de gel. Uma bateria de gel pode ser construída com placas tipo coladas ou tipo tubular. Ambos os tipos de baterias de gel possuem uma válvula de liberação unidirecional e funcionam com base no princípio do “ciclo interno de oxigênio”.
Em ambos os tipos de baterias VRLA, é deixado espaço vazio suficiente que permite o transporte rápido de oxigénio através da fase gasosa. Apenas uma fina camada molhante na superfície negativa do eletrodo tem que ser permeada por oxigênio dissolvido, e a eficiência do ciclo interno de oxigênio chega perto de 100%. Quando uma bateria está saturada com o eletrólito inicialmente, dificulta o rápido transporte de oxigênio, o que resulta em uma maior perda de água. No ciclismo, uma célula “molhada” produz um ciclo interno de oxigénio eficiente.
Para a maioria das aplicações, as diferenças entre os dois tipos de baterias VRLA são marginais. Quando se comparam baterias do mesmo tamanho e design, a resistência interna da bateria de gel é ligeiramente maior, principalmente devido ao separador convencional. A bateria AGM tem uma resistência interna menor e por isso a bateria AGM é preferida para aplicações de alta carga. [D. Berndt, J Power Sources 95 (2001) 2]
Numa bateria de gel, por outro lado, o ácido é mais fortemente ligado e, portanto, a influência da gravidade é quase insignificante. Assim, as baterias de gel não apresentam estratificação ácida. Em geral, elas são superiores em aplicações cíclicas, e células de gel altas podem ser operadas também na posição vertical, enquanto que com baterias AGM altas em posição horizontal é normalmente recomendado limitar a altura do separador a cerca de 30 cm.
No electrólito gelificado, a maior parte do oxigénio deve rodear o separador. O separador de polímeros funciona como uma barreira para o transporte de oxigénio e reduz a taxa de transporte. Esta é uma das razões pelas quais a taxa máxima do ciclo interno de oxigênio é menor na bateria de gel.
Outra razão pode ser que uma certa porção da superfície esteja mascarada pelo gel. Os números aproximados para esta taxa máxima são 10 A/100 Ah em bateria AGM e 1.5A/100Ah em bateria de gel. Uma corrente de carga que excede este máximo faz com que o gás escape como em uma bateria ventilada. Mas esta limitação normalmente não influencia o comportamento de carga ou flutuação, uma vez que as baterias chumbo-ácidas VR são carregadas a uma tensão constante, e as taxas de sobrecarga estão muito abaixo de 1A/100 Ah, mesmo a 2,4V por célula. A taxa máxima mais limitada do ciclo interno de oxigénio nas baterias de gel oferece até a vantagem de as baterias de gel serem menos sensíveis à fuga térmica quando sobrecarregadas a uma tensão demasiado alta.
As baterias de gel são mais resistentes à tendência de fuga térmica do que as células AGM. Em uma experiência com gel similar e bateria AGM (6V/68Ah), os seguintes resultados são relatados por Rusch e seus colegas de trabalho[https://www.baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Understanding-The-Real-Differences-Between-Gel-AGM-Batteries-Rusch-2007.pdf]. Após o envelhecimento artificial das baterias por sobrecarga, de modo a perderem 10% do seu conteúdo em água, as células foram sujeitas a uma maior evolução do calor, carregando a 2,6 volts por célula, num espaço restrito. A bateria de gel tinha uma corrente de 1,5-2,0 A equivalente enquanto a bateria AGM tinha 8-10 A equivalente de corrente (evolução de calor seis vezes superior).
A temperatura da bateria AGM era de 100ºC, enquanto que a da versão em gel permaneceu abaixo dos 50ºC. Portanto, a tensão de flutuação das baterias de gel pode ser mantida a um nível superior até 50ºC sem qualquer perigo de fuga térmica. Isto também irá manter a placa negativa em boa carga a temperaturas mais elevadas.
A bateria AGM utiliza placas geralmente com uma altura máxima de 30 a 40 cm. Se forem utilizadas placas mais altas, então a bateria AGM deve ser utilizada nos seus lados. Mas em uma bateria de gel, não há restrições de altura. Já estão em uso células de gel submarino com altura de placa de 1000 mm (1 metro).
A bateria AGM é preferida para aplicações de corrente elevada e de curto período. O custo de fabricação da bateria AGM é maior para a capacidade de alta taxa do que a bateria de gel regulado por válvula. Mas, as células de gel são eminentemente adequadas para tempos de descarga mais longos e dão mais potência por unidade de moeda.
O desenho da placa plana VRLA (OGiV) tem as mesmas características que o desenho da placa plana inundada. Eles são preferíveis para tempos de ponte curtos.
À taxa de 10 minutos, a potência de saída por custo de fabricação é 30% maior que a do desenho tubular VRLA gel (OPzV), enquanto que em tempos de descarga mais longos (acima de 30 minutos) o desenho tubular VR gel OPzV dá mais potência por $. À taxa de 3h-, o OPzV dá 15% mais potência por $. Na região de 3 h a 10 h, o OPzS tubular inundado dá 10 a 20% mais energia por $ do que a bateria OPzV, enquanto na importante região entre 30 min e 100 min, o OPzS tubular inundado dá a mesma energia por $ do que o VRLA gel tubular (OPzV).
O que é o "ciclo interno de oxigénio" na bateria AGM?
Numa célula inundada, os gases que evoluíram durante uma sobrecarga são ventilados para a atmosfera. Mas em uma bateria com válvula regulada, há uma evolução insignificante do gás devido a certas reações que ocorrem em ambas as placas. Durante a sobrecarga de uma célula VR, o oxigênio evoluiu da placa positiva passando pelos poros insaturados do AGM (ou as fissuras no eletrólito gelado) e chega às placas negativas e se combina com o chumbo da placa negativa para formar o óxido de chumbo. O óxido de chumbo tem uma grande afinidade pelo ácido sulfúrico e por isso é imediatamente convertido em chumbo.
Durante a fabricação de células VRLA, o ácido é preenchido por quantidade calculada.
Após a conclusão do processo de formação, o excesso de eletrólito (se houver) é removido das células por um processo de ciclagem. No início da ciclagem (quando as células são preenchidas por mais de 96% dos poros), o ciclo do oxigênio opera com baixa eficiência, o que leva à perda de água. Quando o nível de saturação do eletrólito cai abaixo de 96%, a eficiência do ciclo do oxigênio aumenta, reduzindo assim a perda de água.
O gás oxigénio e os iões H+ produzidos durante o carregamento de uma bateria VR (Reacção A) é feito para passar por poros insaturados disponíveis no separador AGM ou através de fissuras e fissuras na estrutura do eletrólito gelado e alcançar a placa negativa onde se combina com o chumbo ativo para formar PbO, que é convertido em PbSO4. A água também é formada neste processo (Reacção B) juntamente com alguma geração de calor.
(Numa bateria inundada de chumbo-ácido, esta difusão de gases é um processo lento, e todos os H2 e O2 são expelidos. Uma parte da corrente de carga vai para a reação de carga útil, enquanto uma pequena porção da corrente é usada nas reações do ciclo de oxigênio. O resultado líquido é que a água, em vez de ser libertada da célula, é ciclada electroquimicamente para absorver o excesso de corrente de sobrecarga para além da corrente usada nas reacções de carga).
O PbSO4 é convertido em Pb e H2SO4 ( Reacção C) por uma via electroquímica, reagindo com os iões de hidrogénio resultantes da decomposição da água nas placas positivas quando estas são carregadas.
As reacções são as seguintes:
Na placa positiva:
2H2O → 4H+ + O2 ↑ + 4e- (A)
Na placa negativa:
2Pb + O2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O +Calor (B)
2PbSO4 + 4H+ + 4e- → 2Pb + 2 H2SO4 (C)
A água produzida difunde-se através do separador para as placas positivas, restaurando assim a água decomposta por electrólise.
Os processos acima referidos formam o ciclo do oxigénio. Esta última reduz substancialmente a perda de água durante a carga e sobrecarga da bateria, tornando-a livre de manutenção.
Nos primeiros tempos do desenvolvimento da bateria VRLA, pensava-se ser essencial que a bateria VRLA tivesse uma eficiência de recombinação de oxigénio 100% eficiente, no pressuposto de que isso garantiria que nenhum gás fosse ventilado para a atmosfera exterior, de modo a minimizar a perda de água. Nos últimos anos, no entanto, tornou-se evidente que a recombinação a 100% de oxigénio pode não ser desejável, uma vez que isso pode levar a uma degradação negativa da placa. As reacções secundárias da evolução do hidrogénio e da corrosão da rede são muito importantes na bateria de chumbo-ácido e podem ter um impacto significativo no comportamento da célula VRLA.
As taxas das duas reacções precisam de ser equilibradas, caso contrário, um dos eléctrodos – geralmente o negativo – pode não ficar totalmente carregado. O eletrodo negativo pode realmente autodescarregar no potencial reversível e, portanto, seu potencial terá que subir acima deste valor (ou seja, tornar-se mais negativo) para compensar a autodescarga e evitar a queda de capacidade [M.J. Weighall in Rand, D.A.J; Moseley, P.T; Garche. J; Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead- Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, Capítulo 6, página 177].
A estrutura real do Separador de Matriz de Vidro Absorvente exerce uma influência importante na eficiência da recombinação do oxigênio. Um separador AGM com uma área de superfície elevada e um tamanho médio de poro pequeno pode levar o ácido de pavio a uma altura maior e proporcionar maior resistência à difusão de oxigénio. Isto pode implicar o uso de um separador AGM com uma alta percentagem de fibras finas, ou um separador AGM híbrido contendo, por exemplo, fibras orgânicas.
Qual é a diferença entre uma bateria AGM e uma bateria tubular?
A bateria AGM emprega invariavelmente placas planas, com uma espessura entre 1,2 mm a 3,0 mm dependendo das aplicações, quer seja para arranque, iluminação e ignição (SLI) ou para fins estacionários. As placas mais grossas são utilizadas para aplicações estacionárias. Mas uma bateria tubular utiliza placas tubulares, cuja espessura pode variar de 4 mm a 8 mm. A maioria das baterias de placa tubular são utilizadas em aplicações estacionárias.
Na bateria AGM, todo o electrólito é mantido dentro das placas e do separador AGM. Portanto, não há nenhuma chance de derramamento do eletrólito corrosivo, ácido sulfúrico diluído. Por este motivo, a bateria AGM pode ser operada em qualquer lado, excepto, de cabeça para baixo. Mas as baterias tubulares têm um excesso de electrólito líquido e só podem ser usadas em posição vertical. Podemos medir a densidade do eletrólito em células tubulares, mas não em bateria AGM.
A bateria AGM funciona numa atmosfera semi-selada com uma válvula de libertação unidireccional sobre o princípio do ciclo de oxigénio e, portanto, há uma perda de água insignificante. Portanto, não há necessidade de adicionar água a esta bateria. Mas a bateria tubular é do tipo ventilada e todos os gases que evoluíram durante a sobrecarga são ventilados para a atmosfera; isto resulta em perda de água e, portanto, o nível do eletrólito desce, necessitando de adição periódica de água para manter o nível do eletrólito.
Devido à natureza inundada, as células tubulares podem tolerar uma sobrecarga e uma temperatura mais elevada. Este tipo tem uma melhor dissipação de calor. Mas a bateria AGM não é tolerante ao funcionamento a altas temperaturas, uma vez que estas baterias são inerentemente propensas a reacções exotérmicas devido ao ciclo interno de oxigénio. A bateria AGM pode ser operada até 40ºC, enquanto que o outro tipo pode tolerar até 50ºC.
A polarização das placas positivas e negativas durante uma carga de flutuação a 2,30 V por célula (OCV = 2,15 V)
| Inundado -Novo | Inundado - Fim da vida | Gelled - Novo | Gelled - Fim da vida | AGM - Novo | AGM - Fim da vida | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Polarização positiva da placa (mV) | 80 | 80 | 90 | 120 | 125 (até 175) | 210 |
| Polarização negativa da placa(mV) | 70 | 70 | 60 | 30 | 25 | 0 (até -25) sulfatadas) |
Polarização de três tipos de baterias
O IEC 60 896-22 tem como maior exigência 350 dias a 60°C ou 290 dias a 62,8°C.
Teste de vida a 62,8ºC de acordo com IEEE 535 – 1986
| Tipo de Bateria | Dias a 62,8ºC | Anos equivalentes a 20ºC |
|---|---|---|
| OGi (Placa plana inundada) | 425 | 33.0 |
| OPzV (VR tubular) | 450 | 34.8 |
| OPzS (Tubular inundado) | 550 | 42.6 |
Quanto tempo dura uma bateria AGM?
Uma declaração definitiva não pode ser feita sobre a vida útil de qualquer tipo de bateria. Antes de se responder “quantos anos uma bateria AGM pode durar”, as condições sob as quais a bateria funciona devem ser claramente definidas;
por exemplo, se é simplesmente flutuado através de uma determinada tensão ou se é operado ciclicamente. Na forma de funcionamento com flutuador, a bateria é continuamente carregada com uma determinada tensão e é chamada para fornecer corrente apenas quando a energia principal não está disponível (Exemplo: Baterias de troca telefônica, baterias UPS, etc., onde a vida útil é expressa em anos). Mas no caso de uma bateria de tração, que é empregada em fábricas para fins de manuseio de materiais, e veículos elétricos, as baterias sofrem descargas profundas de até 80% a uma taxa de 2 a 6 horas, a vida útil será menor.
A vida útil da bateria AGM depende de uma série de parâmetros operacionais, como por exemplo:
Efeito da temperatura na vida
O efeito da temperatura sobre a vida operacional da bateria de chumbo-ácido é muito significativo. A temperaturas mais elevadas (e a tensões de carga superiores aos valores recomendados) a secagem ocorre mais rapidamente, levando ao fim prematuro da vida útil. A corrosão da rede é um fenómeno electroquímico. A temperaturas mais elevadas, a corrosão é maior e por isso o crescimento (tanto horizontal como vertical) também é maior. Isto resulta na perda de contato com o material em contato com a rede e, portanto, capacidade reduzida. O aumento da temperatura acelera o ritmo a que as reacções químicas ocorrem.
Estas reacções aderem à relação Arrhenius que, na sua forma mais simples, afirma que a taxa de processo electroquímico duplica por cada aumento de temperatura de 10oC (mantendo outros factores como a tensão de flutuação
constante). Isto pode ser quantificado usando a relação [Piyali Som e Joe Szymborski, Proc. 13th Annual Battery Conf. Applications& Advances, Jan 1998, California State Univ., Long Beach, CA pp. 285-290].
Fator de Aceleração da Vida = 2((T-25))/10)
Fator de Aceleração da Vida = 2((45-25)/10) = 2(20)/10) = 22 = 4
Fator de Aceleração da Vida = 2((45-20)/10) = 2(25)/10) = 22,5 = 5,66
Fator de Aceleração da Vida = 2((68,2-25)/10) = 2(43,2)/10) = 24,32 = 19,97
Fator de Aceleração da Vida = 2((68,2-20)/10) = 2(48,2)/10) = 24,82 = 28,25
Uma bateria operada a uma temperatura de 45ºC pode envelhecer quatro vezes mais rápido ou ter 25% da vida útil esperada a 25ºC.
Uma bateria operada a uma temperatura de 68,2ºC pode envelhecer 19,97 vezes mais rápido ou ter 20 vezes a vida útil esperada a 25ºC. Uma bateria operada a uma temperatura de 68,2ºC pode envelhecer 28,2 vezes mais rápido e ter muito mais da vida útil esperada a 20ºC.
Teste de vida acelerado e vida útil equivalente das baterias
| Vida a 20ºC | Vida a 25ºC | |
|---|---|---|
| Vida a 68,2ºC | 28,2 vezes mais | 20 vezes mais |
| Vida a 45ºC | 5,66 vezes mais | 4 vezes mais |
A vida útil esperada da bateria VRLA é superior a 8 anos à temperatura ambiente, alcançada através de métodos de teste acelerados, especificamente, a altas temperaturas.
A duração do ciclo de 12V VRLA (Delphi) foi estudada por R. D. Brost. O estudo foi realizado a 80% DOD a 30, 40 e 50ºC. As baterias foram sujeitas a 100% de descarga a cada 2 horas após cada 25 ciclos a 25ºC para determinar a capacidade. Os resultados mostram que a duração do ciclo a 30ºC é de cerca de 475 enquanto que o número de ciclos é de 360 e 135, aproximadamente, a 40ºC e 50ºC, respectivamente. [Ron D. Brost, Proc. Décima Terceira Conf. Anual de Bateria. Applications and Advances, California Univ., Long Beach,1998, pp. 25-29].
AGM Profundidade de descarga e vida útil da bateria
A vida do ciclo de chumbo-ácido selado está directamente relacionada com a profundidade de descarga (DOD). A profundidade da descarga é uma medida de quão profundamente uma bateria é descarregada. Quando uma bateria está totalmente carregada, o DOD é 0%. Por outro lado, quando uma bateria está 100% descarregada, o DOD está 100%. Quando o DOD é 60 % %, o SOC é 40 % %. 100 – SOC em % = DOD em %
O número típico de ciclos de descarga/carga para baterias VR a 25°C em relação à profundidade de descarga é:
150 – 200 ciclos com 100% de profundidade de descarga (descarga total)
400 – 500 ciclos com 50% de profundidade de descarga (descarga parcial)
1000 + ciclos com 30% de profundidade de descarga (descarga rasa)
Em condições normais de operação de flutuação, podem ser esperados quatro ou cinco anos de vida útil confiável em aplicações stand-by (até dez para a linha Hawker Cyclon), ou entre 200 e 1000 ciclos de carga/descarga, dependendo da profundidade média de descarga. [Relatório Sandia SAND2004-3149, Junho de 2004]
AGM Bateria No. de ciclos entregues
Tecnologia de placa plana A bateria AGM pode fornecer
400 ciclos a 80% de descarga
600 ciclos a 50% de descarga
1500 ciclos a 30% de descarga
Efeito da posição sobre a vida cíclica das baterias VRLA
A figura mostra as capacidades médias de duas baterias posicionadas na posição vertical normal, nos seus lados com a placa vertical e com as placas na posição horizontal. Na posição vertical, o eletrólito desenvolve estratificação devido aos efeitos da gravidade e isto se agrava à medida que a ciclagem avança e a capacidade decresce nesta posição é muito rápida. No entanto, quando ciclado na posição vertical lateral, o declínio da capacidade não é tão rápido e o ciclismo na posição horizontal dá a melhor vida útil. A figura é um gráfico de capacidade vs. número de ciclo para a célula 52 de 11 placas em ciclo sucessivo, nas posições horizontal, vertical e horizontal.
Esta célula foi ciclada sozinha com os limites de carga e de voltagem de carga definidos em 2,4 V e o tempo de carga e corrente definidos em 3 horas e 0,3 A. Antes do ciclo vertical 78, a célula foi carregada em flutuação durante 4 dias. Para o ciclismo horizontal, a eficiência coulombic é relativamente alta e constante, assim como a aceitação da carga. No entanto, durante a ciclagem vertical, a aceitação da carga diminui significativamente com a ciclagem enquanto a eficiência permanece relativamente constante. Quando o ciclismo horizontal foi retomado, sem carga de flutuação prolongada, a capacidade de descarga (também tempo de carga) é vista a subir rapidamente de volta ao nível anterior ao ciclismo vertical.
Efeitos da temperatura e da voltagem de carga/flutuação na vida útil da bateria
Os efeitos tanto da temperatura como da tensão de flutuação na vida útil são interrelacionados e interativos. A figura mostra a vida útil esperada de uma bateria VR GNB Absolyte IIP para várias tensões e temperaturas de flutuação. Assume-se que a tensão e a temperatura do flutuador são mantidas constantes durante toda a vida útil da bateria.
Wagner relatou os resultados dos testes realizados com três regimes de carga diferentes para baterias cíclicas e mostra que a utilização de uma tensão de carga mais elevada (modo CV 14,4 V) proporciona uma vida útil mais longa e que há uma perda de água insignificante neste caso. Tensão de carga e vida útil das baterias Drysafe Multicraft (12 V, 25 Ah5)
25ºC; ensaio C/5 a cada 50 ciclos; descarga: 5 A a 10,2 V; carregamento como indicado na figura
Efeito da adição de estanho à liga de grade positiva nas baterias VRLA
As adições de estanho ao chumbo puro diminuíram muito os problemas experimentados nas baterias de ciclismo com grelhas feitas deste metal. Pequenas quantidades de estanho (0,3-0,6 wt.%) aumentam significativamente a aceitação da carga de chumbo puro. Uma liga com teor de cálcio de 0,07 % e 0,7% de estanho dá o menor crescimento quando testada como grelhas nuas, bem como em células testadas de vida flutuante. [H.K. Giess, J Power Sources 53 (1995) 31-43]
Efeito da Manutenção da Vida Útil da Bateria
A manutenção das baterias em boas condições, seguindo certos procedimentos, ajudará a realizar a vida útil esperada das baterias. Algumas delas são
a. Limpeza periódica do exterior
b. Taxa de bancada periódica (taxa de equalização)
c. Verificação periódica do nível do electrólito, etc.
A fabricação de baterias é feita com vários procedimentos de controle de qualidade e SOPs para que um produto de alta qualidade seja um resultado. Qualquer defeito genuíno deve aparecer imediatamente após a colocação em serviço das baterias ou dentro de poucos dias após a sua colocação em serviço. Quanto mais extenuante for o serviço, mais cedo um defeito se manifesta. As falhas prematuras são antes uma indicação do mau desempenho do que de defeitos inerentes ao sistema. Quanto melhor for a manutenção, maior será a duração das pilhas.
AGM vs bateria inundada - o que você precisa saber?
As baterias AGM são muito limpas na aparência externa durante a vida operacional. Mas a bateria inundada é manchada com pó e spray ácido durante o funcionamento. Além disso, os terminais estão incrustados com produto de corrosão, se não forem mantidos adequadamente.
As baterias AGM e as baterias inundadas (placa plana) utilizam placas planas ou placas de rede, com uma espessura entre 1,2 mm a 3,0 mm dependendo das aplicações, quer seja para arranque, iluminação e ignição (SLI) ou para fins estacionários. As placas mais grossas são utilizadas para este último fim.
Na bateria AGM, todo o electrólito está contido nas placas e no separador. Portanto, não há nenhuma chance de derramamento do eletrólito corrosivo, ácido sulfúrico diluído. Por este motivo, a bateria AGM pode ser operada em qualquer lado, excepto, de cabeça para baixo. Mas as baterias inundadas têm um excesso de electrólito líquido e só podem ser utilizadas em posição vertical. Podemos medir a densidade do eletrólito em células tubulares, mas não em células AGM. Mas ao medir o circuito aberto estabilizado (OCV) da bateria, é possível conhecer o valor da gravidade específica nessa condição.
Há uma regra empírica
OCV = Gravidade específica + 0,84 para células individuais
Gravidade específica = OCV – 0,84
Para baterias de 12 Volts, temos que dividir o OCV da bateria por 6 para chegar ao OCV da célula.
OCV da bateria = 13,2 V
Portanto, a célula OCV = 13,3/6 = 2,2 V
Gravidade específica = 2,2 V – 0,84 = 1,36
Portanto, a gravidade específica é de 1.360
A bateria AGM funciona numa atmosfera semi-selada com uma válvula de libertação unidireccional sobre o princípio do ciclo de oxigénio e, portanto, há uma perda de água insignificante. Portanto, não há necessidade de adicionar água a esta bateria. Mas a bateria inundada é do tipo ventilada e todos os gases que evoluíram durante a sobrecarga são ventilados para a atmosfera; isto resulta em perda de água e, portanto, o nível do eletrólito desce, necessitando de adição periódica de água para manter o nível do eletrólito.
Devido à natureza inundada, estas células podem tolerar uma sobrecarga e uma temperatura mais elevada. Este tipo tem uma melhor dissipação de calor. Mas a bateria AGM não é tolerante ao funcionamento a altas temperaturas, uma vez que estas baterias são inerentemente propensas a reacções exotérmicas devido ao ciclo interno de oxigénio. A bateria AGM pode ser operada até 40ºC, enquanto que o outro tipo pode tolerar até 50ºC.
Bateria absorvente de tapete de vidro AGM - o que é absorvido? Como? Porquê absorvente? Mais detalhes sobre o separador AGM
Tapete de vidro absorvente (AGM) é o nome dado ao tipo de separador de fibra de vidro utilizado nas baterias reguladas por válvulas (VR). A AGM tem de absorver muito electrólito (até seis vezes o seu volume aparente) e retê-lo para facilitar as reacções celulares. Isto é possível graças à sua alta porosidade. Ao absorver e reter o electrólito, a bateria é tornada inutilizável.
A figura mostra o processo de fabricação essencial das micro fibras de vidro que são utilizadas para fabricar o separador AGM. As matérias-primas de vidro são derretidas em um forno a cerca de 1000ºC. O vidro fundido é então retirado das buchas para formar fibras de vidro primárias grossas com um diâmetro de algumas centenas de mícrons. Estes são então convertidos por um gás de combustão em fibras finas (0,1 a 10 μm) que são recolhidas para uma rede de transporte móvel por vácuo a partir de baixo. O método tradicional de fabricação de tapetes de vidro absorventes AGM para baterias de chumbo-ácido reguladas por válvula é misturar dois ou mais tipos de fibras em uma solução aquosa ácida.
Este processo reduz o comprimento das fibras para cerca de 1 a 2 mm e provoca alguma fibrilação. Esta mistura é depositada num fio sem fim em movimento ou num roto-formador (outra versão de um fio sem fim). A folha adquire consistência à medida que a água é retirada; depois é prensada e seca contra tambores aquecidos.
O processo de assentamento úmido resulta na orientação da folha de fibra AGM, o que dá rede anisotrópica. Os poros e canais medidos no sentido z (isto é, no sentido vertical ao plano da chapa) são maiores (10 a 25 μm, 90 % do total de poros) que os dos planos x e y (2 a 4 μm). Há cerca de 5 % de poros muito grandes entre 30 e 100 μm (provavelmente devido a efeitos de borda durante o preparo da amostra e não estão representando verdadeiramente a estrutura típica). Este método de fabricação é conhecido como um processo de atenuação de chama.
O primeiro passo na produção da AGM é a dispersão e agitação das fibras de vidro em uma grande quantidade de água acidificada. A mistura de fibras e água é então depositada sobre uma superfície onde é aplicado vácuo e a maior parte da água é removida. O tapete formado é então ligeiramente prensado e seco por meio de rolos aquecidos. No final da secção de secagem, o conteúdo de água da esteira é inferior a 1 wt.%. Um dispositivo roto-formador para formar e desumidificar folhas AGM é mostrado abaixo.
d. Os separadores convencionais têm uma estrutura de poros pequenos e tortuosos, com poucas ou nenhumas variações direccionais. Mas a AGM feita pela colocação húmida de material de micro fibra de vidro tem alta porosidade e poros relativamente grandes com diferenças direccionais consideráveis. Estas características afetam a distribuição e o movimento de gases e líquidos nos elementos. [Ken Peters, J. Power Sources 42 (1993) 155-164]
As características importantes dos separadores AGM são:
i. Superfície verdadeira (BET) (m2/g)
ii. Porosidade (%)
iii. Tamanho médio dos poros (μm)
iv. Espessura sob compressão (mm)
v. Peso base ou Gramatura (g/m2) (peso da folha AGM por metro quadrado)
vi. Altura de pavimentação (mm) (A altura que a coluna ácida atinge quando um pedaço de AGM é mantido imerso em ácido)
vii. Resistência à tração
As propriedades típicas dos separadores AGM são apresentadas na tabela seguinte:
Ref. W.BӦhnstedt, J Fontes de Energia 78 (1999) 35-40
| Propriedade | Unidade de medida | Valor |
|---|---|---|
| Peso básico (Gramagem) | g/m2 | 200 |
| Porosidade | % | 93-95 |
| Tamanho médio dos poros | μm | 5-10 |
| Espessura a 10kPa | mm | 1.3 |
| Espessura a 30kPa | mm | 1.0 |
| Resistência à perfuração(N) | N | 7.5 |
Especificações dos Separadores de Baterias AGM
Ref: Ken Peters, J. Power Sources 42 (1993) 155-164
| Propriedade | Unidade de Medição | Valor |
|---|---|---|
| Área de superfície | ||
| Fibras grosseiras | m2/g | 0.6 |
| Fibras finas | m2/g | 2.0 a 2.6 |
| Tamanho máximo dos poros | ||
| Fibras grosseiras | μm | 45 |
| Fibras finas | μm | 14 |
AGM Separadores de Bateria em altura de pavimentação
| Altura de pavimentação, 1.300 ácido gravitacional específico | Unidade de medida | Fibras grosseiras (0,5 m2/g) | Fibras finas (2,6 m2/g) |
|---|---|---|---|
| 1 minuto | mm | 42 | 33 |
| 5 minutos | mm | 94 | 75 |
| 1 hora | mm | 195 | 220 |
| 2 horas | mm | 240 | 370 |
| 10 horas | mm | 360 | 550 |
Propriedades preferenciais dos separadores AGM
Notas:
1. medida que o diâmetro da fibra aumenta, o tamanho dos poros também aumenta.
2. À medida que o diâmetro da fibra aumenta, a resistência à tração diminui.
3. À medida que o diâmetro da fibra aumenta, o custo diminui.
4. A camada de fibras grosseiras irá pavimentar até uma altura limitada, mas a um ritmo muito rápido.
5. A fibra mais fina levará o ácido a maiores alturas, embora lentamente.
Ao incluir uma camada mais densa (com poros pequenos, que é criada por fibras de vidro mais finas) dentro de um separador AGM multicamadas, é criada uma estrutura geral de poros mais fina. Assim, os poros máximos são reduzidos para metade e os poros médios também são reduzidos para quase metade. O impacto sobre os poros mínimos é uma redução de um quarto. A sinergia que existe entre fibras de vidro finas e grosseiras é detectada em todas as características de pavimentação da AGM multicamadas [A.L. Ferreira, J Power Sources 78 (1999) 41-45].
A camada de fibra grosseira irá pavimentar até uma altura limitada, mas a um ritmo muito rápido, enquanto que o lado mais fino irá transportar o ácido para alturas maiores, embora lentamente. Assim, as vantagens individuais dos dois tipos de fibra são combinadas. Em virtude das melhores propriedades de pavimentação, o processo crítico de enchimento inicial das baterias VRLA é melhorado e o problema particular de encher placas altas com espaçamento apertado entre placas é atenuado. A altura máxima após um longo período de teste de capilaridade é inversamente proporcional ao tamanho do poro. Ou seja, quanto menores os poros, maior é a altura de pavio.
As forças capilares ditam o fluxo do electrólito. A distribuição do tamanho dos poros nos materiais ativos das placas positivas e negativas tem apenas uma diferença mínima entre os planos dimensionais. Em placas recém-formadas, cerca de 80% da porosidade consiste em poros menores que 1 μm contra os poros de 10 a 24 μm de diâmetro no plano z e 2 μm poros nos outros dois planos. Portanto, o ácido preenche primeiro as placas (pequenos poros) (isto é, preenchimento preferencial das placas). Em seguida, o AGM é preenchido até o volume vazio calculado, levando o AGM a um nível parcialmente saturado, de modo que “empurrando” o eletrólito durante a carga possa fornecer canais de gás para o transporte de oxigênio.
Bateria AGM, comparação entre AGM, inundada & Bateria Gel
| Sl Não. | Propriedade | Inundado | AGM VR | Gelled VR |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Materiais ativos | Pb/PbO2/H2SO4 | Pb/PbO2/H2SO4 | Pb/PbO2/H2SO4 |
| 2 | Electrólito (Ácido sulfúrico diluído) | Inundado, em excesso, livre | Absorvida e retida por placas e absorvente Separador de Matriz de Vidro (AGM) | Imobilizado por gelificação com sílica fina em pó |
| 3 | Espessura da placa | Fino - médio | Médio | Grosso |
| 4 | Número de placas (para a mesma capacidade de bateria, mesmas dimensões) | A maioria | Mais | Pelo menos |
| 5 | Manutenção | Sim | Nulo | Nulo |
| 6 | Vazamento ácido | Sim | Não | Não |
| 7 | Estratificação electrolítica em células altas | Muito alto | Médio | Negligenciável |
| 8 | parte externa da bateria | Torna-se empoeirado e pulverizado com gotas ácidas | Não | Não |
| 9 | Nível de electrólito | A ser ajustado | Não é necessário | Não é necessário |
| 10 | Separador | PE ou PVC ou qualquer outro material polimérico | Tapete de vidro absorvente (AGM) | PE ou PVC ou qualquer outro material polimérico |
| 11 | Os gases evoluíram durante a carga | Estoichimetricamente ventilado para a atmosfera | Recombinado (ciclo interno de oxigénio) | Recombinado (ciclo interno de oxigénio) |
| 12 | válvula de liberação unidirecional | Não fornecido. Aberturas de ventilação | Sim. Válvula regulada | Sim. Válvula regulada |
| 13 | Resistência interna | Médio | Baixo | Alto |
| 14 | DOD Seguro | 50% | 80% | 80% |
| 15 | Crivagem a frio | OK | Muito bom. | Não adequado |
| 16 | Alta descarga (Alta Potência) | Bom | Melhor | Médio |
| 17 | Ciclismo profundo | Bom | melhor | extremamente positivo |
| 18 | Custo | Mais baixo | Médio | Alto |
| 19 | Carregamento | Normal | Cuidado | Cuidado |
| 20 | Tensão máxima de carga (bateria de 12v | 16.5 V | 14.4 V | 14.4 V |
| 21 | Modo de carregamento | Qualquer método | Tensão constante (CV) ou CC-CV | Tensão constante |
| 22 | Sobrecarga | Pode suportar | Não pode | Não pode |
| 23 | Dissipação de calor | Muito bom. | Nada mal | Bom |
| 24 | Carregamento rápido | Médio | Muito bom. | Não é aconselhável |
Conceitos errados sobre a bateria AGM
Carregadores e carregadores
Má concepção -1
A bateria da agm pode ser carregada com o carregador normal – Falso
Todas as baterias requerem carga em bancada (ou carga completa) de vez em quando para equalizar o desequilíbrio das células.
Isto é feito removendo a bateria do aparelho e carregando separadamente o que geralmente é chamado de carga de bancada.
Bateria AGM sem carga:
Para uma bateria inundada:
i. Todas as células de uma bateria devem atingir a voltagem uniforme do fim da carga, 16,5 V para uma bateria de 12 V.
ii. Todas as células devem gasear uniformemente e copiosamente no final da carga.
iii. A variação da gravidade específica nas células e entre as células deve ser removida.
iv. Se houver instalações disponíveis, as leituras do potencial de cádmio em placas positivas e negativas podem ser registradas. Para uma placa positiva totalmente carregada, a leitura do potencial de cádmio está na faixa de 2,40 a 2,45 V e para placas negativas, os valores estão na faixa de 0,2v a – 0,22v
agm bateria não está a carregar:
Para uma bateria VRLA AGM:
i. A tensão terminal atingiria 14,4 V (para uma bateria de 12 V)
ii. A corrente no final da carga seria cerca de 2 a 4 mA por Ah (ou seja, 0,20 A a 0,4 A para uma bateria de 100 Ah)
O valor da tensão de fim de carga para uma bateria de 12 V varia entre uma bateria inundada e uma bateria VR.
A tensão máxima de carregamento é de cerca de 16,5 V para uma bateria inundada de 12 V, enquanto que é de apenas 14,4 V para baterias VR (tanto AGM como baterias geladas).
Se for utilizado um carregador de corrente constante normal para carregar uma bateria VR, a tensão pode exceder o limite de 14,4 V. Se não for detectada, a bateria aquecerá. Mesmo assim, mais tarde a bateria é aquecida e, por fim, o contentor vai inchar e pode também rebentar se a válvula de libertação unidireccional não funcionar correctamente. Isto porque as reacções de recombinação da bateria não conseguem lidar com o excesso de gás oxigénio produzido pela corrente de carga mais elevada. Inerentemente, a reação de recombinação é exotérmica (produtora de calor) na natureza. A corrente mais elevada irá aumentar o calor desta reacção e pode levar a uma fuga térmica.
Em contraste, a bateria inundada pode ir até 16,5 V para uma carga completa com gaseamento copioso sem qualquer dano até 50ºC.
Os carregadores destinados às baterias VRLA são carregadores controlados. Eles são
a. Corrente constante – Tensão constante (CC-CV)
ou
b. Carregadores de tensão constante (CV).
Durante o carregamento, é necessário selecionar a tensão adequada. Para uma bateria de 12V, pode ser seleccionada uma gama de tensão de 13,8 a 14,4 V para uma carga completa. Como a bateria VR AGM pode absorver qualquer força da corrente inicial sem qualquer dano, a corrente inicial pode ser definida em qualquer nível (geralmente 0,4C amperes; mas na verdade ou carga rápida, até 5C A). Quanto maior for a tensão e corrente selecionadas, menor será o tempo necessário para uma carga completa.
Para uma bateria totalmente descarregada, levará cerca de 12 a 24 horas para uma carga completa. No modo CC-CV, a corrente inicial será constante durante cerca de 3 a 6 horas, dependendo da descarga anterior. Se a bateria estava apenas 50% descarregada anteriormente, o modo CC funcionará durante cerca de 2 a 3 horas e depois passará para o modo CV. Se for 100% descarregado anteriormente, o modo CC funcionará durante cerca de 5 a 6 horas e depois passará para o modo CV
Má concepção da Bateria AGM 2
A substituição da bateria AGM ou da bateria de gel é a mesma que a substituição da bateria inundada
As baterias de capacidade equivalente podem ser substituídas se o espaço estiver ok.
Mas veículos recentes (por exemplo, GM) têm um módulo sensor de bateria no cabo negativo da bateria. A Ford tem um sistema de monitorização da bateria (BMS). Outros fabricantes têm sistemas semelhantes. Estes sistemas requerem uma recalibração com uma ferramenta de digitalização. Isto é necessário por causa das melhorias nos sistemas de fabricação. Estas baterias têm uma menor resistência interna devido a separadores melhorados e placas mais finas com formulações de pasta melhoradas. Se o sistema não for recalibrado, o alternador pode sobrecarregar a nova bateria e causar a falha da bateria logo após a substituição.
Assim, pode-se instalar uma bateria AGM no lugar de uma bateria de OEM inundada. Uma bateria automóvel AGM dará ao veículo maiores amperes de arranque a frio (CCA).
O significado de uma carga completa:
Para uma bateria inundada:
i. Todas as células de uma bateria devem atingir a voltagem uniforme do fim da carga, 16,5 V para uma bateria de 12 V.
ii. Todas as células devem gasear uniformemente e copiosamente no final da carga.
iii. A variação da gravidade específica nas células e entre as células deve ser removida.
iv. Se houver instalações disponíveis, as leituras do potencial de cádmio em placas positivas e negativas podem ser registradas. Para uma placa positiva totalmente carregada, a leitura do potencial de cádmio está na faixa de 2,40 a 2,45 V e para placas negativas, os valores estão na faixa de 0,2v a – 0,22v
Você pode carregar uma bateria AGM com um carregador normal?
Se for utilizado um carregador de corrente constante normal para carregar a bateria AGM VR, a tensão deve ser monitorizada de perto. Pode exceder o limite de 14,4 V. Se não for detectada, a bateria aquecerá. Mesmo assim, mais tarde a bateria é aquecida e, por fim, o contentor vai inchar e pode também rebentar se a válvula de libertação unidireccional não funcionar correctamente. Isto porque as reacções de recombinação da bateria não conseguem lidar com o excesso de gás oxigénio produzido pela corrente de carga mais elevada. Inerentemente, a reação de recombinação é exotérmica (produtora de calor) na natureza. A corrente mais elevada irá agravar a situação e aumentar o calor desta reacção, podendo levar a uma fuga térmica.
Portanto, não é aconselhável utilizar o carregador normal para o carregamento da bateria AGM.
Mas, se você seguir o procedimento abaixo ou tiver o conselho de um especialista em baterias VRLA, você pode usar o carregador normal com muito cuidado.
O procedimento é seguir as leituras de tensão terminal (TV) e gravá-las a intervalos de 30 minutos. Quando a TV atingir 14,4 V, a corrente deve ser constantemente reduzida para que a TV nunca vá além de 14,4 V. Quando as leituras de corrente mostram valores muito baixos (2 a 4 mA por Ah de capacidade da bateria), o carregamento pode ser terminado. Além disso, os cabos de um termopar ou termómetro podem ser ligados ao terminal negativo da bateria e, à semelhança das leituras de TV, as leituras de temperatura também devem ser gravadas. A temperatura não deve exceder os 45ºC.
Você pode iniciar uma bateria AGM?
Sim, se as classificações de tensão forem as mesmas.
A química tanto da bateria inundada como da AGM é a mesma. Somente, a maior parte do eletrólito é absorvida na AGM. Assim, a utilização de qualquer bateria com a mesma voltagem para iniciar uma bateria AGM durante alguns segundos não causará danos a nenhuma das baterias.
Como posso saber se tenho uma bateria AGM?
- Examine o topo do recipiente e também os lados para ver qualquer serigrafia indicando que se trata de uma bateria VRLA. Se você não encontrar nenhum dispositivo acessível ao usuário escrito na parte superior e um conselho para não adicionar água, então é uma bateria AGM.
- Se algum eletrólito livre for visível após a remoção dos plugues de ventilação, então também não é uma bateria AGM
- A placa de identificação ou a serigrafia no recipiente da bateria ou o Manual do Proprietário podem dar uma boa ideia sobre o tipo de bateria em questão. Se você não tiver nenhum desses três, examine a parte superior da bateria para ver se há algum sistema de ventilação ou algo parecido com um olho mágico. Você também pode procurar por marcas de nível de eletrólitos nos lados do recipiente da bateria. Se você vir qualquer uma das três (aberturas, olhos mágicos e marcas de nível do eletrólito), indica que não é uma bateria AGM.
Há outro método, mas que consome muito tempo. A bateria tem de ser carregada completamente e após um período de inactividade de 2 dias, a tensão de circuito aberto (OCV) é medida.
Se o valor OCV for de 12,50 a 12,75 V, pode ser uma bateria inundada
Se o valor OCV é de 13.00 a 13.20 V pode ser uma bateria VRLA (capacidade < 24 Ah)
Se o valor OCV é de 12,80 a 12,90 V pode ser uma bateria VRLA (capacidade ≥ 24 Ah)
Estas declarações são feitas com base nas suposições de que, para baterias inundadas, a gravidade específica final é de cerca de 1.250. Para baterias VRLA de capacidades 24Ah e valores menores, a gravidade específica final é de cerca de 1.360 e para baterias VRLA de capacidades maiores, a gravidade específica final é de cerca de 1.300
Como posso saber se a minha bateria AGM é má? bateria agm sem carga
- Verificar se existem danos externos, fissuras e fugas ou produtos de corrosão. Se você encontrar alguém destes, a bateria é BAD
- Meça o OCV da bateria. Se mostrar um valor inferior a 11,5 V, o mais provável é que seja BAD. Mas antes disso, veja se você pode descobrir a data de envio ou fornecimento. Se a bateria tiver mais de 3 a 4 anos, pode presumir-se que é BAD.
- Agora, a bateria deve ser verificada para aceitação de carga usando um carregador cuja tensão DC de saída é de 20 a 24 V ou mais (para uma bateria de 12 V). Carregue a bateria durante uma hora, dê um período de descanso de 15 minutos e agora meça o OCV. Se tiver aumentado, então continue carregando por 24 horas por um método de voltagem constante, tomando todas as precauções necessárias para um carregamento de bateria VR. Após dar um período de descanso de 2 horas, teste a capacidade da bateria utilizando qualquer aparelho (por exemplo, uma lâmpada DC adequada, inversor, lâmpada de emergência, UPS para um PC, etc.). Se a bateria for capaz de fornecer 80 % ou mais de capacidade, a bateria é BOM.
- Se o OCV não aumentar após 1 hora de carga, significa que a bateria não pode segurar uma carga. A bateria pode ser etiquetada como BAD.
Uma bateria AGM vale a pena? porque é que a bateria da agm é melhor?
Sim.
Embora o custo da bateria seja um pouco mais elevado, a manutenção necessária para a AGM é quase nula. Não há necessidade de recarga, não é necessária a limpeza dos terminais corroídos, menor número de cargas de igualização, etc..; o custo operacional durante toda a vida útil de uma bateria AGM é muito baixo, elevando o custo da bateria AGM VR para um nível igual ao das baterias inundadas.
Isto é particularmente vantajoso quando o local é inacessível em uma área remota sem vigilância.
Uma bateria AGM precisa de ser ventilada? Uma bateria AGM precisa de ser ventilada
No caso de uma sobrecarga abusiva, as válvulas de libertação unidireccional de baixa pressão instaladas nas tampas das baterias VRLA abrem-se e voltam a sentar-se após libertarem o excesso de pressão. Portanto, não há necessidade de descarregar a bateria VRLA.
Em caso de mau funcionamento da válvula, o excesso de pressão não pode ser libertado através do levantamento. Se a válvula não voltar a selar, então também as células estarão abertas para a atmosfera e o material ativo negativo (NAM) será descarregado, resultando assim em sulfatação e carga insuficiente e a capacidade da bateria se esgotará.
Posso carregar uma bateria AGM?
Sim.
Na verdade, as baterias AGM estão sob carga flutuante na maior parte da fonte de alimentação da UPS/emergência. Quando as baterias são flutuadas a 2,25 a 2,3 V por célula, uma pequena corrente de gotejamento está sempre fluindo através da bateria para mantê-la em condições de carga total.
No caso de haver um grande número de baterias em stock, então cada bateria individual também pode ser mantida sob carga trickle.
A uma tensão de carga flutuante típica de 2,25 V por célula, a corrente de flutuação é de 100 a 400 mA por 100 Ah para baterias VR AGM. Em comparação com uma corrente de flutuação de equilíbrio da bateria inundada de 14 mA por 100 Ah, a maior corrente de flutuação da bateria VR é devida ao efeito do ciclo de oxigénio.
[R.F. Nelson em Rand, D.A.J; Moseley, P.T; Garche. J ; Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead- Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, pp. 258].
Quando é que a bateria da agm está descarregada? Uma bateria AGM morta pode ser carregada? consegue reanimar uma bateria de agm morta
Sim. Podemos dizer definitivamente que só depois de carregar a bateria por algum tempo. Depende também da idade da bateria.
A bateria AGM morta tem uma resistência interna muito alta. Para superar esta alta resistência interna, é necessário um carregador de bateria que possa fornecer 4 V por célula de saída DC, com um amperímetro digital e voltímetro digital.
Enquanto carrega uma bateria AGM morta, para começar, a tensão terminal (TV) será muito alta (até 18-20 V para uma bateria de 12 V) e a corrente quase zero. Se a bateria for capaz de renascer, a TV descerá lentamente (quase até 12 V) e o amperímetro começará a mostrar alguma corrente em simultâneo. Isto indica que a bateria ganha vida. A TV começará a aumentar lentamente agora e a cobrança será continuada e terminada da maneira usual.
Uma forma não convencional é remover cuidadosamente as válvulas de respiro e adicionar um pouco de água de cada vez até vermos algumas gotas de água em excesso. Agora, sem substituir as válvulas, carregue a bateria por um modo de corrente constante (C/10 amperes) até que a tensão terminal atinja valores superiores a 15 V (Lembre-se: não fechamos as válvulas). Dê um pequeno período de descanso e descarregue a bateria através de resistência ou lâmpada adequada. Medir o tempo de descarga para atingir 10,5 V no caso de uma bateria de 12 V). Se estiver fornecendo mais de 80% da capacidade, ela é reavivada. Por favor, tome sempre precauções pessoais de segurança.
Que voltagem é uma bateria AGM totalmente carregada? descarga da bateria agm - bateria agm de baixa voltagem
Uma bateria totalmente carregada sob operação cíclica terá uma tensão terminal (TV) de 14,4 V (para baterias de 12V). Após cerca de 48 horas de descanso, a TV estabilizará a 13,2V (se a gravidade específica para o enchimento inicial fosse 1,360) (1,360 + 0,84 = 2,20 por célula. Para uma bateria de 12V, OCV = 2,2 *6= 13,2V). Se a capacidade da bateria for superior a 24Ah, a gravidade específica será de 1.300. Portanto, o VOC estabilizado será de 12,84V
Qual é a tensão máxima de carga para uma bateria AGM de 12 volts?
Bateria AGM destinada à operação cíclica deve ser carregada sob potencial constante ou modo de tensão constante (modo CV), a 14,4 a 14,5 V com uma corrente inicial normalmente limitada a 0,25 C amperes (ou seja, 25 amperes para uma bateria de 100 Ah) Alguns fabricantes permitem até 14,9 V com a corrente inicial limitada a 0,4 C para uso cíclico (ou seja, 40 amperes para uma bateria de 100 Ah). [panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive Março 2017, p.22]
O que causa a falha das baterias AGM?
As baterias de chumbo-ácido reguladas por válvula (VRLA) foram propostas como fontes de energia para várias aplicações devido ao seu bom desempenho energético e baixo preço. Eles também são eminentemente adequados para aplicações de flutuação. Infelizmente, no entanto, a utilização intensiva da massa activa positiva (particularmente em altas taxas de descarga) causa amolecimento deste material e, assim, reduz a duração do ciclo de vida da bateria. Além disso, o crescimento e corrosão da rede, perda de água e sulfatação devido à estratificação e carga insuficiente são alguns dos mecanismos de falha. A maioria das falhas está associada a placas positivas.
Corrosão, crescimento da rede e expansão positiva de material ativo e amolecimento
No funcionamento das baterias, a tendência do crescimento das grelhas positivas é evidente durante a carga e descarga repetitivas, o que provoca o crescimento horizontal e vertical das grelhas. As grelhas ficam corroídas durante toda a vida útil da bateria. Como resultado deste crescimento da grelha, o contacto entre o PAM e a grelha é perdido, resultando na diminuição da capacidade.
O crescimento da grade pode causar um curto-circuito interno entre a placa positiva e a cinta negativa da célula. A continuação da carga de um banco de células/baterias com uma ou duas células em curto-circuito agravará o aumento da temperatura e levará à fuga térmica.
Secagem (perda de água) e Fuga térmica em baterias
A secagem também é um problema com a bateria AGM. Isto é devido ao carregamento com tensão inapropriadamente mais alta, combinado com temperatura mais alta. Devido à secagem, a taxa de reação de recombinação é aumentada e o conseqüente aumento da temperatura agrava a situação, levando à fuga térmica.
Outra causa é o mau funcionamento da válvula. Se não fechar corretamente após a abertura, o oxigênio atmosférico (ar) entra na célula e oxida o NAM resultando em sulfatação. Os gases serão ventilados e secarão. Dry-out permite a recombinação do oxigénio a uma temperatura elevada.
resultando em aumento de temperatura.
Estratificação ácida em bateria AGM
A tendência do eletrólito de ácido sulfúrico a aumentar de densidade à medida que descemos a profundidade de uma célula alta é conhecida como estratificação. Os gradientes de concentração (“estratificação ácida”) ocorrem prontamente no electrólito das células inundadas. À medida que as células são carregadas, o ácido sulfúrico é produzido a uma elevada
adjacente à superfície da placa e se afunda na base da célula porque tem uma densidade relativa maior do que o resto do eletrólito. Se não for corrigida, esta situação levará a uma utilização não uniforme do material ativo (com capacidade reduzida), agravando a corrosão local e, consequentemente, encurtando a vida celular.
As células inundadas são periodicamente definidas para produzir gás durante o carregamento, o que agita o eletrólito e supera esses problemas. A imobilização do eletrólito em uma célula VRLA com um separador AGM reduz a tendência à estratificação ácida, mas também elimina o possível remédio para o problema, já que a gaseificação não é uma opção. Um eletrólito em gel praticamente elimina os efeitos de estratificação porque as moléculas de ácido imobilizadas no gel não estão livres para se moverem sob a influência da gravidade.
Vazamentos devido a defeitos de fabricação na bateria AGM
O projeto ou a fabricação inadequada pode resultar em vazamentos de cobertura para os pilares do selo. A tampa dos selos do recipiente também pode vazar. (Defeitos de fabricação). A falta ou seleção inadequada ou o mau funcionamento das válvulas também pode resultar em vazamentos de gases para a atmosfera. O não fechamento após a abertura das válvulas pode resultar em secagem acelerada e perda de capacidade.
Os danos mecânicos podem causar fugas de células, levando a falhas semelhantes às do pilar para cobrir fugas. O crescimento da grade pode produzir rachaduras no recipiente. Uma ligeira película ácida pode formar-se à volta da fenda devido à acção capilar. Se o filme ácido estiver em contato com componentes metálicos não isolados, a corrente de falta à terra pode levar à fuga térmica ou mesmo ao fogo [panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive March 2017, p. 25].
Corrosão em barra de grupo negativa nas baterias AGM
A ligação da barra de grupo aos olhais de placa pode ficar corroída e possivelmente desconectada. A liga da barra do grupo precisa ser corretamente especificada e a conexão entre a barra do grupo e os olhais da placa precisa ser feita com cuidado, especialmente se esta for uma operação manual.
O que uma bateria AGM de 12 volts deve ler quando estiver totalmente carregada?
Durante a carga e no final ou próximo do fim da carga, a tensão terminal (TV) pode ser de 14,4 para uma carga completa.
A tensão de circuito aberto (OCV) diminuirá lentamente e se estabilizará após cerca de 48 horas no OCV nominal. Classificado, no sentido de que o OCV depende da gravidade específica do electrólito originalmente utilizado.
OCV da bateria = 13,2V se a gravidade específica utilizada for 1,360. Se a gravidade específica for 1.300, o OCV será de 12.84V
Você pode colocar uma bateria AGM em qualquer carro?
Sim. Desde que, as capacidades sejam as mesmas e a caixa de bateria acomoda a nova bateria.
É melhor monitorizar a Tensão Terminal (TV) enquanto está a ser carregada pelo alternador durante algumas horas em condições de carga completa. A TV não deve exceder 14,4 V. Então não há problema em usar essa bateria naquele veículo em particular.
Se for um carro novo modelo recente, a bateria necessita de ser recalibrada com uma ferramenta de digitalização.
Porque é que a bateria AGM é tão cara?
A bateria AGM é mais cara do que as baterias inundadas, mas menos cara do que as baterias de gel.
As seguintes razões contribuem para o custo mais elevado:
i. Pureza do material.
(a) Todos os materiais que entram na bateria do AGM são mais caros. A liga de chumbo-cálcio é mais cara do que as ligas convencionais de baixa antimónio. Esta liga é de preferência feita de chumbo primário. O componente de lata na liga de grade positiva é o item mais caro. O estanho é adicionado de 0,7 a 1,5 % na liga positiva da grelha. A taxa do mercado indiano de estanho em Maio de 2020 era de Rs.1650 (LME 17545 USD por tonelada em 10-7-2020).
(b) O óxido é feito preferencialmente de 4Nines (99,99 %) de chumbo primário, o que aumenta o custo.
(c) A AGM é mais cara.
d) O ácido para preparar o eletrólito e para outros processos é mais puro do que o utilizado em baterias convencionais.
(e) O plástico ABS é mais caro.
f) As válvulas devem ser verificadas individualmente quanto ao desempenho.
(g) A liga COS também é cara
ii. Custo de processamento
(a) São utilizadas ferramentas especiais de compressão para a montagem de células.
(b) É necessário um enchimento ácido preciso e refrigerado
(c) A bateria AGM é ciclada algumas vezes antes do envio
(d) A área de montagem deve ser mantida livre de poeira para manter a taxa de auto-descarga a um nível baixo.
Estas são as causas para o custo mais elevado da bateria AGM.
A bateria AGM é melhor do que as células inundadas com ácido de chumbo?
Sim.
i. A bateria AGM não pode ser derramada. De vez em quando, não há necessidade de encher com água.
ii. Eles são mais resistentes à vibração. Isto é particularmente útil em aplicações como reboques e onde as estradas são acidentadas com vários buracos.
iii. Como as baterias AGM usam ligas puras e materiais puros, elas executam a bateria com respeito à auto-descarga. Estas baterias podem ficar desacompanhadas por mais tempo do que as baterias inundadas.
iv. As baterias AGM podem ser localizadas em uma parte mais fria do carro (em vez de instalá-la no compartimento do motor quente), reduzindo assim a temperatura de funcionamento da bateria.
v. O custo de manutenção da bateria AGM é menor e calculado ao longo de toda a vida útil da bateria, o custo inicial mais elevado é compensado por esta poupança.
vi. A bateria AGM pode aceitar uma corrente de carga mais elevada devido à sua menor resistência interna)
Uma bateria de ciclo profundo é uma bateria AGM?
Todas as baterias de ciclo profundo não precisam ser baterias AGM.
Uma bateria de ciclo profundo pode ser qualquer tipo de bateria como chumbo-ácido ou íon de lítio ou qualquer outra química.
O que é uma bateria de ciclo profundo?
Uma bateria de ciclo profundo pode fornecer cada vez cerca de 80% da sua capacidade nominal durante a sua vida útil. A bateria requer que ela seja recarregada toda vez que for descarregada.
A maioria das pessoas que procuram comprar baterias acabam com uma bateria de chumbo-ácido para automóveis, porque é a mais barata disponível. Se um cliente quiser uma bateria para ciclismo repetitivo, tem de procurar uma bateria adequada para a aplicação cíclica.
Uma bateria AGM com uma etiqueta de “bateria de ciclo profundo” é definitivamente uma bateria de ciclo profundo. Tais baterias têm invariavelmente placas mais grossas do que as baterias automotivas.
Quantos volts deve ler uma bateria de 12 volts?
Uma bateria de 12 volts deve ler mais de 12V se estiver em bom estado.
A tabela seguinte dá alguns valores:
| Sl Não | Tipo de bateria | Tensão de circuito aberto (V) | Observações |
|---|---|---|---|
| 1 | Automotivo | 12,40 a 12,60 | Condição de carga completa |
| 2 | Automotivo | 12 | Estado totalmente descarregado |
| 3 | Baterias AGM | 13.0 a 13.2 | Baterias com capacidades ≤ 24Ah. Condição de carga completa |
| 4 | Baterias AGM | 12,7 a 12,8 | Baterias com capacidades ≥ 24Ah Condição de carga completa |
| 5 | Baterias Gelled VR | 12,7 a 12,8 | Condição de carga completa |
| 6 | AGM Baterias/baterias gelatinosas | 12.0 | Condições de descarga total |
| 7 | Baterias inversoras | 12.4 a 12.6 | Condição de carga completa |
| 8 | Baterias inversoras | 12 | Estado totalmente descarregado |
Até que ponto se pode descarregar uma bateria AGM?
Como no caso de qualquer outra bateria, uma bateria de 12V AGM pode ser descarregada até 10,5V (1,75 V por célula) com correntes baixas (até 3 horas) e para taxas mais altas de descarga até 9,6V (1,6 V por célula). Uma descarga adicional fará a tensão do terminal descer muito rapidamente. Nenhuma energia significativa pode ser obtida para além destes valores de tensão final.
Quantos volts deve ter uma bateria AGM totalmente carregada?
Uma bateria totalmente carregada (em
operação cíclica
) terá uma TV de 14,4 V (para baterias de 12 V). Após cerca de 48 horas de descanso, a TV estabilizará a 13,2 ± 0,5 V (se a gravidade específica para o enchimento inicial fosse 1,360, geralmente para baterias AGM com capacidades £ 24 Ah) (1,360 + 0,84 = 2,20 por célula. Para uma bateria de 12 V, OCV = 2,2 *6= 13,2 V).
Se a capacidade da bateria for superior a 24 Ah, a gravidade específica será de 1.300. Assim, o VOC estabilizado será de 12,84 ± 0,5 V.
As baterias de funcionamento flutuante terão
tensão de carga de flutuação
de 2,25 a 2,3 V por célula (13,5 a 13,8 V para uma bateria de 12 V). Os valores da tensão estabilizada serão os indicados acima. Invariavelmente, seria 12,84 ± 0,5 V.
Uma bateria AGM pode explodir?
Sim, algumas vezes.
Não há riscos de explosão, uma vez que a gaseificação é muito limitada. Mesmo assim, a maioria das baterias VRLA foram dotadas de aberturas à prova de explosão para protecção contra explosões em caso de abuso do utilizador
Se a bateria estiver abusivamente carregada ou se o componente de carga de um inversor/UPS não estiver a funcionar correctamente, a corrente de carga conduzirá a bateria para condições de thermal runaway e a bateria poderá explodir.
Se os terminais também estiverem em curto-circuito (uso abusivo de uma bateria), a bateria pode explodir. Se houver uma fenda ou união inadequada de peças durante a queima de chumbo (“soldas frias”), esta fenda será uma causa do incêndio e a bateria pode explodir como resultado.
A principal causa de uma explosão dentro ou perto de uma bateria é a criação de uma “faísca”. Uma faísca pode causar uma explosão se a concentração de gás hidrogênio na bateria ou nas proximidades for de cerca de 2,5 a 4,0% em volume. O limite inferior para a mistura explosiva de hidrogênio no ar é de 4,1%, mas, por razões de segurança, o hidrogênio não deve exceder 2%. O limite superior é de 74%. Uma forte explosão ocorre com violência quando a mistura contém 2 partes de hidrogênio para 1 de oxigênio. Esta condição prevalecerá quando uma bateria inundada estiver sobrecarregada com tampas de ventilação firmemente aparafusadas à tampa.
Como é que se carrega a bateria AGM?
Todas as baterias VRLA devem ser carregadas por um dos dois métodos seguintes:
a. Método de tensão constante de corrente constante (CC-CV)
b. Método de tensão constante (CV)
Se a tensão de carga por CV for 2,45 V por célula, a corrente (0,4C A) permanecerá constante durante cerca de uma hora e depois começa a diminuir e a estabilizar em cerca de 4 mA/ Ah após cerca de 5 horas. Se a tensão de carga for 2,3 V por célula, a corrente (0,3C A) permanecerá constante durante cerca de duas horas e depois começa a diminuir e estabilizar-se a alguns mA após cerca de 6 horas.
Da mesma forma, a duração para a qual a corrente permanecerá constante depende da corrente inicial, como 0,1C A, 0,2C A, 0,3C A e 0,4C A e também da tensão de carga, como 2,25 V, 2,30 V, 2,35, 2,40 Vans 2,45 V. Quanto maior for a corrente ou tensão inicial, menor será o tempo de permanência nesse nível de corrente.
Além disso, o tempo para uma carga completa será menor se a corrente ou tensão selecionada for maior.
A bateria VRLA não restringe a corrente inicial; portanto, a corrente inicial mais elevada reduzirá o tempo necessário para uma carga completa.
Na carga CC as tensões normalmente não são controladas. Portanto, é possível o perigo de as células permanecerem durante um período de tempo apreciável em altas tensões. Depois pode ocorrer gaseamento e corrosão da rede. Por outro lado, o modo de carga CC assegura que todas as células serão capazes de obter uma recarga completa em cada ciclo ou durante a carga de flutuação. Sobrecarga é possível durante o carregamento CC. Por outro lado, a subcarga é o perigo principal com os modos CV
Prós & Contras da Bateria AGM
Vantagens e Desvantagens
VANTAGENS:
1 Bateria AGM é eminentemente adequada para drenos de alta potência devido à sua baixa resistência interna e em locais onde o fumo desagradável e o spray ácido são proibidos.
2 As baterias AGM não podem ser derramadas e não requerem adição de água periodicamente. Por isso, eles não necessitam de manutenção neste sentido.
3 AGM bateria pode ser usada nos seus lados, excepto de cabeça para baixo. Isto é uma vantagem ao instalá-lo no interior do aparelho
4 A bateria AGM pode ser instalada em qualquer lugar do carro, não necessariamente no compartimento do motor.
5 baterias AGM são altamente resistentes à vibração devido ao seu método de fabrico com AGM e compressão. Portanto, é excelente para barcos de mar e em lugares onde a estrada é notória para buracos, altos e baixos.
6 baterias AGM têm vidas mais longas em comparação com as baterias inundadas. As placas são comparativamente mais espessas. Placas mais grossas significam uma vida mais longa. O utilizador não pode mexer na bateria ou no seu electrólito e adicionar impurezas, causando assim uma falha prematura.
7 Como as baterias AGM são feitas com materiais muito puros em atmosfera limpa, a taxa de auto-descarga é muito baixa. A taxa para a bateria AGM é de 0,1% por dia enquanto é quase 10 vezes para uma bateria inundada. Assim, as baterias destinadas ao armazenamento de longa duração precisam de cargas refrescantes com menos frequência. A perda é de apenas 30% após 12 meses, se armazenada a 25ºC e a 10ºC, é de apenas 10% %.
8 Devido à estratificação insignificante, são necessárias menores taxas de igualização.
9 A evolução do gás hidrogênio durante a flutuação é reduzida por um fator de 10 no caso de bateria AGM. A ventilação da sala da bateria pode ser reduzida num factor de 5 de acordo com a norma de segurança EN 50 272-2.
10 Não é necessária qualquer protecção ácida do chão e de outras superfícies na sala da bateria.
DISADVANTAGENS:
1. As desvantagens são um mínimo. O custo da bateria é comparativamente mais elevado.
2. Se for carregada de forma abusiva ou se o carregador não estiver a funcionar correctamente, a bateria pode inchar, rebentar ou por vezes explodir.
3. No caso de aplicações SPV, a bateria AGM não é 100 % eficiente. Uma parte da energia é perdida no processo de carga-descarga. Eles são 80-85 % eficientes. Podemos explicar isto nas seguintes linhas: Considerando que o painel SPV produz 1000 Wh de energia, a bateria AGM só poderia armazenar 850Wh devido à ineficiência mencionada acima.
4. A entrada de oxigénio através de fugas no recipiente, tampa ou casquilho de vara descarrega a placa negativa.
5. A polarização da placa negativa é reduzida devido à recombinação do oxigénio na placa negativa. Em projetos de células inadequadas, a polarização negativa é perdida e a placa negativa descarrega, embora a voltagem do flutuador esteja acima do circuito aberto.
6. Para evitar a secagem, a temperatura máxima de funcionamento é reduzida de 55°C para 45°C.
7. As células VRLA não permitem as mesmas possibilidades de inspecção, tais como medições de densidade ácida e inspecção visual, pelo que a consciência de uma bateria totalmente funcional é reduzida.
A bateria AGM requer manutenção?
Não. Mas, eles requerem uma carga refrescante se não forem utilizados. As baterias podem ser mantidas ociosas por um período máximo de 10 a 12 meses a temperaturas normais. A temperaturas mais baixas, a perda será muito menor.
Como se faz a manutenção de uma bateria AGM?
Normalmente, não há necessidade de manutenção da bateria AGM. Embora os fabricantes VRLAB afirmem que não há necessidade de equalizar a carga durante a operação de carga flutuante, para obter uma maior vida útil da bateria, é melhor carregar as baterias uma vez em 6 meses (baterias com mais de 2 anos) ou 12 meses (baterias novas). Isto é para igualizar todas as células e trazê-las para o mesmo Estado de Carga (SOC).
Você precisa carregar uma nova bateria AGM?
Geralmente, todas as baterias perdem capacidade devido à auto-descarga durante o armazenamento e transporte. Por isso, é aconselhável dar uma carga refrescante durante algumas horas, dependendo do tempo decorrido entre a data de fabrico e a instalação/comissionamento. As células de 2 V podem ser carregadas a 2,3 a 2,4 V por célula até que a tensão terminal leia os valores definidos e a mantenha neste nível durante 2 horas.
As baterias AGM são mais seguras?
As baterias AGM (e baterias de gel) são muito mais seguras do que as baterias inundadas. São inexpugnáveis e não emitem gás hidrogênio (se carregados corretamente, seguindo as instruções do fabricante). Se for utilizado qualquer carregador normal ou normal para carregar a bateria AGM, deve-se ter cuidado para não permitir que a temperatura ultrapasse os 50ºC e que a tensão terminal ultrapasse os 14,4 V (para uma bateria de 12V).
O que é tensão flutuante para a bateria AGM?
A maioria dos fabricantes especifica 2,25 a 2,30 V por célula com compensação de temperatura de – 3 mV/célula (o ponto de referência é 25ºC).
Para baterias cíclicas, a tensão de carga no modo CV é de 2,40 a 2,45 por célula (14,4 a 14,7 V para baterias de 12V).
Com uma tensão de carga flutuante típica de 2,25 V por célula, a bateria VRLA tem uma corrente flutuante de 45 mA por 100 Ah devido ao efeito do ciclo de oxigénio, com uma entrada de energia equivalente de 101,3 mW (2,25*45). Na bateria inundada equivalente, a corrente de flutuação é de 14 mA por 100 Ah, o que corresponde a uma entrada de energia de 31,5 mW (2,25V*14 mA).
Assim, a corrente de flutuação da VRLA é mais de três vezes.
Créditos: [R.F. Nelson em Rand, D.A.J; Moseley, P.T; Garche. J ; Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead- Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, pp. 258].
Posso usar um carregador trickle em uma bateria AGM?
Sim. O que é uma acusação de gota a gota? É o método de dar uma carga contínua usando uma pequena corrente. Isto é para compensar a auto-descarga na bateria AGM quando esta não está ligada a nenhuma carga.
Este foi um artigo inesperadamente longo!! Espero que tenha gostado!
