Baterias de gel e seu uso

As baterias de chumbo-ácido são amplamente usadas tanto como baterias de tração (por exemplo, para alimentar empilhadeiras elétricas) quanto como baterias de partida para carros. Os sistemas de energia ininterrupta e de backup para residências e empresas também usam baterias de chumbo-ácido.

Os sistemas autônomos de fornecimento de energia das residências geralmente contêm uma bateria de alta capacidade, ou um conjunto de várias centenas de ampères-hora, projetados para fornecer fornecimento de energia a longo prazo para o lar.

Essa bateria pode ser carregada de várias fontes alternativas de eletricidade, como uma unidade de painel solar, um gerador eólico e outras, e a bateria é descarregada tradicionalmente por meio de inversor poderoso, a partir do qual os consumidores recebem corrente alternada de frequência industrial e tensão de rede padrão.

As fontes de alimentação ininterruptas tradicionais de computador também incluem uma bateria selada de ampère-hora de ácido-chumbo.

As primeiras baterias de chumbo-ácido usavam exclusivamente uma solução aquosa de ácido sulfúrico, preparada com água destilada, como eletrólito, para que os sais de cálcio e magnésio, geralmente presentes na água, não interferissem na operação da bateria. Essa bateria foi fabricada da seguinte forma.

As grades de chumbo são imersas no eletrólito, no qual o dióxido de chumbo (no ânodo, eletrodo positivo) e o chumbo metálico (no cátodo, eletrodo negativo) são pressionados na forma de pó.

Um separador poroso de pó de cloreto de polivinila (Miplast), ebonito microporoso (mistura vulcanizada de borracha com sílica gel e enxofre - Mipor) ou polietileno, cuja função é impedir que os eletrodos se fechem, é colocado entre as placas.

Se você conectar seis dessas células em um circuito serial, receberá uma bateria de 12 volts, respectivamente, um número maior de células fornecerá uma voltagem mais alta.

Baterias de partida com eletrólito líquido são usadas em todos os lugares nos automóveis, mas a peculiaridade dessas baterias é que, quando uma grande corrente flui por um longo tempo, seu eletrólito líquido pode ferver facilmente. É por isso que nessas baterias é fornecida a capacidade de adicionar eletrólito.

Suas placas porosas de uma grande área permitem um curto período de tempo para receber uma corrente de 200 a 300 amperes para alimentar o acionador de partida. No entanto, para operações de longo prazo em sistemas de fonte de alimentação alternativos e fontes de alimentação ininterrupta, essas baterias são de pouca utilidade.

No início da década de 1970, os engenheiros da empresa americana Gates Rubber Company desenvolveram um novo tipo de bateria de chumbo-ácido selada com base em eletrólito absorvido.

A tecnologia é chamada AGM (Absorbent Glass Mat). Pela primeira vez, fibra de vidro impregnada com eletrólito foi usada como carga nos compartimentos das baterias. Mais tarde, o eletrólito começou a engrossar com a adição de sílica gel (uma mistura à base de soluções de ácidos silícicos), criando poros adicionais nos quais o eletrólito era agora melhor retido e deixado preencher completamente o espaço entre as placas. Um novo tipo de bateria ganhou grande popularidade como “bateria de gel” porque o agregado tinha consistência de gel.

Essa solução permitiu obter várias vantagens importantes sobre as baterias com eletrólito líquido. Em primeiro lugar, não é necessário manter um novo tipo de bateria, porque o gás não é liberado para fora, é absorvido pelos poros e não ferve nada, o eletrólito não altera sua densidade durante o carregamento ou durante a descarga. Os pratos não desmoronam mais.

A bateria de gel pode funcionar em absolutamente qualquer posição, mesmo de cabeça para baixo, nada será derramado e não será quebrado. O controle da válvula evita vazamentos de ácido e elimina a corrosão terminal. O desempenho da bateria de gel não falha mesmo em temperaturas de até 30 graus Celsius negativos.

Vida útil de até 10 anos, bem como resistência a descargas profundas - essas são as qualidades que tornam uma bateria de gel uma ferramenta promissora para fornecimento eficiente de energia com base em dispositivos de energia alternativa.

Os recursos de design tornam a bateria à base de gel menos suscetível à sulfatação do que uma bateria AGM comum e, portanto, as baterias de gel podem permanecer totalmente descarregadas por vários dias sem afetar a capacidade. Uma bateria de gel é capaz de suportar em média 50% mais ciclos de descarga do que uma bateria AGM comum.

Um fabricante bem conhecido de tais baterias afirma que suas baterias de gel podem transportar 350 ciclos de descarga com uma profundidade de 100%, até 550 com uma profundidade de 50% e até 1200 com uma profundidade de 30%. Esses são excelentes resultados que mantêm os custos operacionais em um nível mínimo, seja um sistema autônomo de fonte de alimentação ou fonte de alimentação ininterrupta.

Cada vez mais, em alguns países ocidentais, as baterias de gel com placas em espiral estão ganhando popularidade, o que pode ser muito maior do que em casos compactos.

Devido à grande área de interação das placas, as correntes nessas baterias podem ser extremamente altas. Em algumas baterias, esse número atinge 800 A e até mais. A única desvantagem séria de todas as modernas baterias de gel é o alto preço.

Momentos úteis para trabalhar com baterias:

Medição da capacidade da bateria

Conexão paralela e serial de baterias