Sua bateria automotiva é um dos componentes elétricos mais importantes e mais frequentemente esquecidos em seu veículo. Se a bateria não estiver em boas condições, você pode ficar preso e outros componentes do veículo podem ser danificados. Este artigo discute como as baterias funcionam e como cuidar delas.
O que está dentro de uma bateria automotiva?
Dentro de uma bateria de carro típica há seis componentes menores produtores de energia chamados células. Cada célula contém uma série de eletrodos ou placas. A placa positiva da bateria é chumbo [eróxido (PbO2). As placas negativas da bateria são de chumbo puro em um estado macio e esponjoso. As placas dentro de cada célula são dispostas em camadas alternadas para um total de 16 componentes. Todas as placas positivas em uma célula são conectadas em paralelo, assim como todas as placas negativas.
Cada célula produz cerca de 2 volts de eletricidade. As seis células individuais são conectadas em série umas com as outras para que a tensão gerada por cada célula seja somada. O resultado é 12 volts.
Você está pronto para a química?
Uma solução diluída de ácido sulfúrico (H2SO4) envolve as placas. A proporção de ácido para água (H2O) é tipicamente na região de três partes de água para uma parte de ácido.
Quando conectamos uma carga aos terminais externos da bateria, uma reação química começa a ocorrer. Nossa mistura diluída de ácido sulfúrico compreende H2SO4 e água (H20). À medida que a reação começa, o ácido sulfúrico se divide em íons positivos de hidrogênio (2H) e íons negativos de sulfato (SO4).
Quando os íons de hidrogênio atingem a placa de peróxido de chumbo, eles absorvem a eletrônica dela e se tornam um átomo de hidrogênio. Este processo ataca o peróxido de chumbo para produzir óxido de chumbo (PbO) e água (H2O). O óxido de chumbo reage com o ácido sulfúrico para formar sulfato de chumbo (Pb SO4) e água (H2O).
Os íons sulfato negativos se movem livremente dentro da solução. À medida que atingem a placa de chumbo puro, eles cedem seu elétron extra e se tornam o que é conhecido como sulfato radical. Como um sulfato radical não pode existir sozinho, ele atacará a placa de chumbo puro para produzir sulfato de chumbo (PbSO4).
A ação dos íons de hidrogênio positivos que retiram elétrons da placa de peróxido de chumbo e os íons de sulfato negativos que dão elétrons à placa de chumbo puro produzem um desequilíbrio de elétrons. Esses elétrons fluem através da carga externa para tentar se equilibrar. Este processo é como a bateria fornece energia para nossa carga (luz, amplificador, aquecedor ou computador).
A química por trás do carregamento da bateria
Quando aplicamos uma fonte DC externa à bateria, invertemos o processo. Uma fonte externa de CC, como um alternador ou um carregador de bateria, fornece elétrons para nossa placa de peróxido de chumbo coberta com sulfato de chumbo positivo e a placa de chumbo coberta com peróxido de chumbo negativo. Durante o processo de carregamento, a densidade da solução de ácido sulfúrico cai, mas ainda temos íons de hidrogênio positivos e íons de sulfato negativos.
Os íons de hidrogênio carregados positivamente mais para o terminal negativo da fonte externa DC. Cada íon de hidrogênio leva um elétron da placa negativa para se tornar um átomo de hidrogênio. Esses átomos de hidrogênio atacam o sulfato de chumbo para produzir chumbo e ácido sulfúrico.
Os íons negativos de sulfato se movem em direção à placa carregada positivamente. Quando eles chegam lá, eles desistem de seu elétron extra para se tornarem sulfatos radicais. Este radical sulfato reage com o sulfato de chumbo e forma peróxido de chumbo e ácido sulfúrico.
Podemos simplificar muito isso!
Em poucas palavras, o terminal negativo de uma bateria de chumbo-ácido tem uma superabundância de elétrons. Quando você conecta uma carga à bateria, os elétrons passam pela carga para chegar ao terminal positivo. Esse fluxo de elétrons é o que permite que a bateria forneça energia para realizar trabalho.
Quando aplicamos uma tensão à bateria que é maior que sua tensão de repouso, o fluxo de elétrons se inverte. As camadas de sulfato nas placas são convertidas novamente em chumbo e ácido sulfúrico.
Carregamento da bateria:acalme-se – qual é a pressa?
A pior coisa que você pode fazer com uma bateria de carro é apressar o processo de carregamento. Se você apressar a reação química de recarga, o sulfato de chumbo vai aquecer e aderir permanentemente às placas de chumbo e peróxido de chumbo. Uma vez que está preso lá, não podemos mais usar essa área da placa para fazer o fluxo de elétrons e reduzimos o tamanho efetivo da bateria.
Você provavelmente já ouviu a expressão “uma bateria nunca é a mesma depois de ter sido descarregada”. Esta afirmação é muito verdadeira se a bateria não for carregada suavemente e completamente.
Quando você deseja recarregar sua bateria adequadamente, manter o processo lento permitirá que a reação química ocorra em uma taxa controlada. Se você estiver usando um carregador de alta qualidade controlado por computador (e deveria estar!), existem dois estágios principais de carregamento. O primeiro estágio é chamado de carregamento em massa. O carregador manterá um fluxo de corrente constante para a bateria ajustando a tensão aplicada.
Como você sabe se está carregando uma bateria de cuidados muito rapidamente? As baterias inundadas padrão não devem exceder aproximadamente 120 graus Fahrenheit durante o carregamento. Sugerimos que mais lento e mais frio é sempre melhor. Um tapete de vidro absorvido (AGM) ou bateria de gel não deve exceder 100 graus.
Uma vez que aproximadamente 80% da energia utilizada tenha sido devolvida à bateria, o carregador passará para o estágio de absorção. Nesse estágio, o carregador fornece uma tensão constante à bateria e o fluxo de corrente diminui à medida que a bateria atinge a carga total.
Como calcular as taxas máximas de carregamento da bateria
Uma bateria de carro relativamente grande pode ter uma capacidade de 70 ou 80 amperes-hora. Essa especificação significa que, em condições ideais, você pode extrair 1 amp de corrente da bateria por 70 ou 80 horas. Após esse tempo, a bateria será considerada morta.
Para encontrar a taxa de carregamento ideal para nossa bateria de 70 amperes-hora, dividimos essa especificação por 10 para obter sete amperes. A bateria deve ser capaz de aceitar 7 amperes de corrente de carga sem superaquecimento. Vale ressaltar que, se a bateria estiver completamente descarregada, levará 10 horas para carregá-la. Lembre-se, mais lento é melhor quando se trata de carregar baterias.
Cuidando da bateria do seu carro
Alguns de nós que são mais fanáticos pelo cuidado e manutenção das baterias de nossos carros as conectam a carregadores de baterias inteligentes várias vezes por ano. Uma regra prática é carregar a bateria completamente após cada troca de óleo, ou quatro vezes por ano. Você deve aumentar essa frequência se fizer viagens curtas que não forneçam tempo de carregamento adequado. Da mesma forma, o tempo gasto jogando seu sistema de áudio com o motor desligado pode esgotar a bateria muito rapidamente. Se você saiu com amigos e a bateria do seu carro acabou, coloque-a em um carregador de alta qualidade durante a noite.
Se você puder acessar a solução ácida em sua bateria, certifique-se de que ela esteja no nível adequado ou, no mínimo, esteja cobrindo completamente as placas de chumbo. Um densímetro deve ser usado para confirmar a gravidade específica da solução, mas se for baixa, adicionar água destilada é melhor do que não fazer nada. Aquele pequeno “olho” verde incluído em algumas baterias é um hidrômetro. Quando ela desaparece, o equilíbrio químico dentro da bateria está desligado e ela precisa ser carregada.
Seu revendedor local de eletrônicos móveis pode ter um testador de carga de bateria que eles usam antes de cada partida remota de carro que instalam. Se estiver preocupado com o estado da sua bateria, peça-lhes que a verifiquem. Ficar preso devido a uma bateria descarregada quando as temperaturas ficam frias é frustrante se você estiver tentando chegar em casa ou no trabalho.
Certifique-se de que os terminais da bateria e as conexões do seu veículo estejam sempre limpos e seguros. Uma conexão solta pode ter um efeito adverso dramático na funcionalidade do seu sistema elétrico.
Se você precisar de uma bateria nova, verifique primeiro com seu revendedor local de acessórios para celular. Eles geralmente têm uma vasta experiência na atualização de baterias e podem ajudá-lo a escolher uma solução que garantirá que seu carro esteja pronto sempre que você girar a chave.
