La Batteria... questa sconosciuta

L'impianto elettrico del SW400.
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giove41
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La Batteria... questa sconosciuta

Messaggioda giove41 » venerdì 9 aprile 2010, 9:03

Piccola premessa...
posto qui questo scritto, anche se mi sento un Dio minore... infatti manca la parte comune in elettricità... vabbè...

La Batteria... questa sconosciuta


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L'argomento non è certo trattato in modo esaustivo, ma il giusto per avere una cultura.

La batteria al piombo (anche se il giusto termine è accumulatore) è composta di tre elementi.... una serie di piastre: anodo (+) e catodo (-) e dal liquido in cui le stesse sono immerse: elettrolito.

Le piastre sono costituite da piombo attivo (elettrodo negativo) e diossido di piombo (elettrodo positivo), mentre l’elettrolito è una soluzione di acqua distillata e/o gel di silice e acido solforico.

Oramai quasi tutti i produttori di batterie utilizzano per le piastre, oltre al piombo, altri elementi come l'Antimonio per aumentare notevolmente la durezza e la resistenza meccanica, o il piombo puro-stagno per migliorarne la colabilità… ossia, per migliorare la precisione nella produzione degli elementi…
Per chiarirci le idee, la colabilità è la capacità di un metallo o di una sua lega, che versato allo stato liquido in una forma, la riempie in tutti i suoi dettagli.

Questi elementi servono a far ridurre i fenomeni negativi più comuni nelle batterie come la vita nei cicli carica/scarica o la tendenza alla solfatazione.
Ed è di quest’ultima (solfatazione) che sommariamente approfondiremo poi il discorso, visto che le nostre batterie ne sono in parte immune.

Per quanto riguarda la tipologia, quella a noi più vicina, è appunto quella ermetica a gel... in elettrolito semi-solido.

Le sue peculiarità sono l’ermeticità e nessuna emissione di gas in condizione di funzionamento… nessun rabbocco dell’elettrolita per l’intera durata della sua vita… insomma, queste batterie sono sigillate e non richiedono alcun tipo di manutenzione.
Sono le più adatte perché possono funzionare con alti gradi di inclinazione, o nel nostro caso rovesciate.

Infatti all’acido solforico contenute in essa, viene aggiunto gel di silicio ovvero Silica, che assorbito, forma una gelatina.
Il vantaggio dato da questa soluzione è l'impossibilità di avere perdite di acido in caso di ribaltamenti o rotture e una minima evaporazione nell’uso nel tempo, ma è altrettanto importante non sovraccaricarle per evitarne la morte prematura.

Tant'è che devono essere caricate con tensioni più basse e costanti rispetto alle altre batterie, diversamente… c'è la possibilità che si formino all'interno dell'elettrolita gelificato, delle bolle di gas e danneggiarle per sempre.
Quindi, è IMPORTANTE evitare di caricarle con i soliti caricabatterie rapidi.

Il vantaggio di queste batterie è che possono essere messe, come già detto, in tutte le posizioni perchè le valvole (VRLA : valve regulated lead acid ) fanno uscire solo l'eventuale gas in eccesso dovuto alla sovrappressione (dovuta alla differenza da quella interna che è minore di quella esterna), mentre il grosso del gas evaporato si ricombina all'interno del contenitore stagno ritornando ad essere semplice acqua, impedendo il contatto delle piastre con l'aria e quindi con l'ossigeno… superando così in parte il problema della solfatazione.

L'introduzione di questo gel ha risolto discretamente i problemi di sicurezza (acido libero, pericolo di esplosioni per forti emissioni d'idrogeno ecc.), ma non del tutto quelli di spunto e di ricarica rapida.
Ecco allora che sono nate le batterie AGM, ossia : Absorbed Glass Matt.
Al posto delle normali batterie a gel che mostrano i piccoli inconvenienti di cui sopra, hanno introdotto dentro i medesimi contenitori, con le stesse valvole VRLA, un tessuto microporoso di vetro.
Questo “panno” imbevuto dell'elettrolita, a contatto con le piastre, ottiene un'ottima superficie di contatto.
Queste batterie presentano tutti i vantaggi delle batterie al gel ma senza presentarne i limiti, dal momento che possono sopportare correnti di carica leggermente più sostenute rispetto alle classiche batterie al gel.
L’ultima generazione di batterie utilizzano un tutt’uno delle tecnologie di cui sopra, ossia sono a gel VRLA – AGM.

Per quanto riguarda il discorso “Senza Manutenzione”, si tratta di una caratteristica teorica.
Le batterie, hanno TUTTE bisogno di manutenzione e la differenza tra le comuni e quelle ermetiche è che le seconde hanno bisogno solo di un pò meno manutenzione, e non sono facilmente raggiungibili in quanto i tappi sono incassati e sigillati, il che scoraggiano il rimuoverli per la non facile aggiunta di liquido, per lo più NON necessario e NON indicato.
Alla fine, la loro manutenzione, è uguale a zero fino alla fine della vita della stessa.

Per contro, la manutenzione dei morsetti è fondamentale!
Per questioni chimiche, il morsetto Positivo tende a solfatarsi anch’esso, diventando nel tempo di colore bianco (cristalli di solfato di piombo), e a sua volta tende nel tempo ad isolare la batteria dal circuito, abbassando fortemente la massima corrente di spunto.
Per evitare il fenomeno, basta cospargere i morsetti, di comune grasso di vaselina.

Le batterie sono generalmente vendute precaricate.
Ogni costruttore usa la sua tecnologia per evitare i problemi legati ad un periodo di stoccaggio.
Il suggerimento è comunque di NON acquistare una batteria pronta all’uso.
Qui di seguito come si attiva una batteria...

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La Ricarica

Per fornire energia, una batteria deve essere costantemente ricaricata attraverso una sorgente di corrente elettrica.
La sorgente non dovrebbe MAI fornire una corrente superiore al 10% della capacità in Ah della batteria stessa.
Ad esempio una batteria, come la nostra, da 11Ah, non dovrebbe essere ricaricata a più di 1,1 A e a 13.8V … max 14,4V per evitare danni.

Un processo di carica alto può infatti surriscaldare le piastre a tal punto di storcerle... può danneggiare i collegamenti interni, o indurre processi elettrochimici negativi, come le bolle di gas... tutte cose deleterie per la batteria.

In sostanza, una batteria dovrebbe essere ricaricata ogni 20 - 40 giorni... mediamente una volta al mese, per evitare che la sua capacità residua scenda sotto il 60 - 70%, provocando un inizio di solfatazione.

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La Solfatazione

Una delle cause più comuni della morte prematura di una batteria, è la solfatazione delle piastre, che impedisce lo scambio ionico fra le stesse.
Quando una batteria si scaricata, si forma solfato di piombo in forma cristallina sulle piastre.
Continuando nel processo di scarica, aumenta la quantità di solfato di piombo fino a diventare uno strato biancastro.
Procedendo ancora si arriva, oltre a scaricarla del tutto, ad interrompere completamente l’attività elettrochimica nella batteria stessa.

In queste condizioni la batteria diviene inutilizzabile e non potrà più essere ricaricata se non ad un livello più basso della sua capacità.
È questo il motivo per cui una batteria al piombo non deve essere mai completamente scaricata pena la distruzione della batteria stessa.
Anche scariche parziali, ma prolungate e soprattutto ripetute nel tempo, danno origine allo stesso fenomeno.

Anche se… per concludere… esiste un metodo per rivitalizzarla… la desolfatazione… una sorta di “rigenerazione” della batteria, ma questo NON è pane per i nostri delicati denti… meglio i professionisti volenterosi, che se hanno voglia e hanno a disposizione un accrocchio svedese, possono “resuscitare” una batteria morta… talvolta facendole ritornare ad avere ottime performance.

Totò diceva… nessuno nasce imparato!
Buona cultura e se qualcuno vuole aggiungere...

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Re: La Batteria... questa sconosciuta

Messaggioda figi16 » venerdì 9 aprile 2010, 9:55

La mia non è un'aggiunta, ma solo una domanda, visto che l'argomento è trattato in modo particolareggiato.
Giustamente, parli di ricarica con un amperaggio basso, questo perchè, deve avvenire in modo lento, però non ho capito se deve essere eseguito con un carica batterie tradizionale o ad impulsi.
Ti ringrazio per il chiarimento che vorrai darmi, in materia le considerazioni sono discordanti.
ciao:



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Re: La Batteria... questa sconosciuta

Messaggioda giove41 » venerdì 9 aprile 2010, 11:43

Come diceva un "vecchio"...
"Il miglior caricabatteria esistente al mondo è sempre quello: l'uso quotidiano! "

Venendo al tema... un caricabatteria ad impulsi è specifico per chi ha l'esigenza di tenere connesso il caricabatteria per lunghi periodi di tempo.

Questi caricabatterie usano appunto degli impulsi per controllare lo stato iniziale della batteria non appena il caricabatterie viene collegato, poi utilizzano corrente continua durante il caricamento e infine di nuovo gli impulsi per terminare di caricare la batterie e mantenere la carica.

Questo disegno vale mille parole...

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Io li chiamerei più semplicemente, mantenitori di carica.
Chi va piano va sano e va lontano... insomma basta ricaricare come specificato... basso amperaggio giusto Voltaggio...
mi ripeto... "... non dovrebbe essere ricaricata a più di 1,1 A e a 13.8V … max 14,4V".

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Re: La Batteria... questa sconosciuta

Messaggioda giove41 » venerdì 9 aprile 2010, 12:58

Aggiungo, confermo e specifico... per semplificare le idee...

La corrente di carica deve essere continua e dovrebbe essere all'incirca MAX un decimo della capacità della batteria, meglio se più bassa... questo aumenterà si, il tempo di ricarica, ma le assicura una vita più lunga.

Tenendo conto anche che, la tensione di carica deve essere... 2,3 - 2,4 V per cella da 2V e sapendo che in una batteria da 12 V sono utilizzate 6 celle da 2 V... dovremo caricarla a... 13.8V (2,3 x 6)... MAX 14,4 V (2,4 x 6)

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Re: La Batteria... questa sconosciuta

Messaggioda figi16 » venerdì 9 aprile 2010, 13:14

grazie: questa puntualizzazione non la conoscevo, ecco il perchè viene sostenuta la teoria della carica ad impulsi, la quale non è necessaria, comunque, nella fase centrale.
A questo punto, credo che sia importante disporre di un carica batterie elettronico, il quale porta la tensione a circa 13,5 V quando la batteria è carica, proprio per non danneggiare gli elementi.
Credo che quanto hai descritto possa essere di aiuto a tutti. ottimo:



angarosh

Re: La Batteria... questa sconosciuta

Messaggioda angarosh » venerdì 9 aprile 2010, 14:10

Grazie Gio, salvato tutto! bellissimo:



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Re: La Batteria... questa sconosciuta

Messaggioda StevenB » venerdì 9 aprile 2010, 14:58

Faccio una precisazione su alcune batterie. Le batterie di tipo sigillate sono di due tipi, quelle che DEVONO solo stare in verticale e quelle che POSSONO stare ianche orizzontale. Quelle che non possono essere sdraiate e' perche' all'interno c'e' il liquido, mentre quelle che possono essere sdraiate c'e' un GEL, se togliete i tappi e la capovolgete, non uscira' alcun liquido.

Queste batterie al GEL sono molto delicate perche' in fase di ricarica si deve eliminare la possibilita' che si formino bolle d'aria perche' non possono uscire ovviamente come in una batteria dove e' presente il liquido, quindi e' OBBLIGATORIO un carica batteria ad impulsi, in questo modo il gel non si scaldera' e non si formeranno bolle d'aria.

Su uno scooter dove e' presente una batteria con liquido NON e' possibile sostituirla con una al GEL, mentre il contrario si.


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Re: La Batteria... questa sconosciuta

Messaggioda giove41 » venerdì 9 aprile 2010, 16:24

Il mio scritto non vuole essere, come già detto, esaustivo, ma rivolto alla nostra tipologia di batteria.

Per quanto riguarda invece la carica torno a sottolineare...
deve essere effettuata con dei caricabatterie che siano in grado di fornire un processo di ricarica lenta e con carica continua... nel nostro caso... max 1,1 Ah. Insomma la corrente non dovrebbe superare 1/10 della capacità di corrente della batteria.
Questo fa si che gli elementi della batteria non si riscaldano e non si formino le bolle d'aria.
Nel qual caso, se si formassero, a dir vero in piccola quantità si formano SEMPRE, esse verrebbero ricombinate all'interno della batteria stessa e riassorbite dal gel... come già specificato.
Ecco perchè queste batterie sono il leggera sotto-pressione. Cioè quella interna è minore di quella esterna atmosferica.

Vogliamo aggiungere, che sarebbe consigliabile un caricabatteria "intelligente", capace di interrompere la carica appena quest'ultima è completa.

Quindi, secondo me, DECADE l'obbligatorietà di utilizzare un caricabatteria ad impulsi se non per mantenimento o al limite per rivitalizzarla un pochino dopo un lungo periodo di ferma.
Effettivamente quest'ultimi, come già visto nel disegno/grafico, a fine carica, erogando solamente una leggera corrente denominata carica di mantenimento nel tempo... detta appunto ad impulsi.

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Re: La Batteria... questa sconosciuta

Messaggioda Luca68 » venerdì 9 aprile 2010, 16:52

Grazie per l'interessantissima lezione! bravo:



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Re: La Batteria... questa sconosciuta

Messaggioda giove41 » venerdì 9 aprile 2010, 17:08

Tornando al discorso del caricabatterie intelligenti... con tecnologia switching... hanno un circuito che non fa sovraccaricare la batteria e quando quest'ultima è caricata con carica costante, passa automaticamente in di StandBy, riprendendo eventualmente la ricarica solo quando la tensione della batteria scende sotto un certo range.

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