Temperatura de funcionamento da bateria de chumbo ácido
Como é que a temperatura afecta a voltagem de uma bateria?
Quando a temperatura aumenta, a tensão de equilíbrio de uma célula de chumbo-ácido, EMF ou tensão de circuito aberto diminui. Isso é regido pela equação de Nernst e pelo comportamento termodinâmico das células eletroquímicas.
O coeficiente de temperatura de uma bateria de chumbo-ácido é de -2,5 a -3,0 milivolts por °C por célula,
O coeficiente negativo implica que, com o aumento da temperatura, as tensões de carga OCV e de flutuação serão reduzidas.
Efeito da temperatura na gravidade específica do eletrólito (Sp. Gr.)
A temperatura também influencia a densidade do ácido.
À medida que a temperaturaaumenta, o eletrólito se expande, reduzindo sua gravidade específica.
O fator de compensação de temperatura para a gravidade específica é de aproximadamente 0,00007-0,001 por °C.
A expansão do eletrólito é normalmente de cerca de 4-5% em uma faixa de 50 °C. Isso, na verdade, contribui para a diminuição aparente do Sp medido. Gr. e deve ser corrigido usando um hidrômetro com referência à tabela de compensação de temperatura.
Diretrizes de correção de tensão
Para compensação de tensão de carga e flutuação, os seguintes valores são padrão:
| Temperatura | Correção de tensão por célula | Correção em todo o sistema (por exemplo, sistema de 48V) |
|---|---|---|
| ↑ 1°C acima de 25°C | -3,0 mV por célula (flutuação/carga) | -72 mV por string de 48V |
| ↓1°C abaixo de 25°C | +3,0 mV por célula (flutuação/carga) | +72 mV por string de 48V |
Esses valores são aplicáveis a baterias que operam com gravidade específica do eletrólito em torno de 1,280 a 25°C, o que é típico em aplicações estacionárias e de força motriz.
Temperaturas práticas para operação com bateria
A temperatura de operação afeta a vida útil, a eficiência e a segurança da bateria:
Faixa ideal: 20°C a 25°C.
Limite de preocupação leve: Começa a 27°C, quando começa o aumento da gaseificação.
Grande preocupação: A 35°C e acima, a taxa de corrosão da rede, a perda de água e a autodescarga aumentam drasticamente.
Regra geral: A vida útil da bateria é reduzida à metade para cada 10°C de aumento acima de 25°C(lei de Arrhenius).
Sumário
Quando a temperatura aumenta, a tensão de circuito aberto de uma célula de chumbo-ácido diminui em cerca de 2,5 a 3,0 mV/°C por célula devido a efeitos termodinâmicos. Ao mesmo tempo, a expansão do eletrólito leva a uma queda na gravidade específica. Portanto, as tensões de carga e de flutuação devem ser reduzidas em ~3 mV/°C acima de 25°C para evitar sobrecarga, gaseificação excessiva e corrosão prematura da rede. Da mesma forma, em baixas temperaturas, a tensão deve ser aumentada para compensar a atividade reduzida. Sempre use sistemas de carregamento com compensação de temperatura para manter a saúde e a longevidade da bateria.
