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O Surgimento da Primeira Bateria de Carro

A bateria elétrica é um fruto da experiência humana no ramo da Eletroquímica. Sua origem remonta ao início do século 19, quando o italiano Alessandro Volta inventou a pilha galvânica, o primeiro método prático de geração de corrente elétrica. Essa pilha é considerada a primeira célula a produzir corrente elétrica estável e confiável.

A primeira inovação veio pelo francês Gaston Planté, em 1859, quando a bateria passou a ter caráter de armazenamento de energia, e além disso recarregável. A nova bateria consistia de placas de chumbo em espiral, separadas por tiras de borracha e mergulhadas em solução de ácido sulfúrico. Planté observou que era possível aumentar consideravelmente a capacidade ao multiplicar o número de células, o que é respeitado pela indústria até hoje.

Esse tipo de bateria foi aperfeiçoado por Camille Alphonse Faure no final daquele século, e devido a seu sucesso já equipava os automóveis do começo do século 20.

Ainda hoje é o item responsável pela alimentação dos componentes elétricos e eletrônicos dos automóveis. Diferente das versões originais, a bateria moderna pode ser recarregada diversas vezes.

Conceito

A bateria é um conjunto de acumuladores elétricos interligados em série, capaz de transformar energia química em elétrica e vice-versa. Sua função é armazenar sob a forma de energia química os elétrons inseridos, e fornecer essa eletricidade quando necessário. Os componentes ativos mais comuns na bateria automotiva são o chumbo (placas) e a solução de ácido sulfúrico (eletrólito).

No momento em que a bateria é carregada, a passagem de corrente elétrica provoca uma reação química que adiciona carga negativa aos elementos, ocorrendo o armazenamento de elétrons; na ocasião da descarga essa reação é invertida, liberando os elétrons armazenados. Uma bateria automotiva de 12 V é composta por 06 vasos internos (cada vaso apresenta a tensão de 2,1 Volts a 2,4 Volts quando totalmente carregado).

Estrutura

  • Placas positivas, negativas e separadores (formando os elementos);
  • Eletrólito (solução de ácido sulfúrico + água destilada);
  • Recipiente (geralmente de polipropileno e poliestireno);
  • Conexões (interligam as placas em série);
  • Suportes (seguram as placas e conexões).

Elemento ou Vaso

É um conjunto acumulador de duas ou mais placas de polaridades opostas, isoladas entre si pelos separadores, e banhadas pelo eletrólito (ácido) num mesmo recipiente. As placas devem ficar o mais próximo possível, reduzindo o volume da bateria, e minimizando a resistência interna para o máximo de eficiência. Para evitar curto-circuito, entre as placas positivas e negativas, se introduz lâminas de material poroso, denominados separadores. Os separadores são fabricados de material isolante e anticorrosão.

Eletrólito

O eletrólito nas baterias chumbo-ácido é uma solução de ácido sulfúrico em água desmineralizada. Quanto menor a densidade do eletrólito (menos ácido na água), menor a tensão e corrente elétrica que pode ser gerada, e menor será a ação corrosiva nas placas e separadores. Já o eletrólito de densidade maior aumenta a corrosão, mas também aumenta a capacidade da bateria, especialmente em descargas rápidas. Uma densidade maior do eletrólito permite a redução de peso, volume e custo por elemento. Aliado à utilização de materiais nobres e puros, torna-se a base das baterias de alta performance.

Definições

  • Tensão (V, volts): a tensão de uma bateria é a força eletromotriz que ela apresenta em relação à carga do planeta Terra, e nesse caso é equivalente à soma da tensão dos vasos (06 vasos, no caso das baterias automotivas).
  • Capacidade (Ah, ampère-Hora): é a intensidade de corrente elétrica gerada durante 01 hora em determinadas condições físicas, até que ela atinja uma tensão de 9.6V (cerca de 20% abaixo da tensão de carga total, já impossibilita a partida do veículo).
  • RC (Capacidade de Reserva): número de minutos que a bateria suporta, fornecendo uma corrente de 25 ampères até atingir a tensão de 10,5 V a 27ºC. Esse valor dá uma ideia de quanto tempo um veículo com essa bateria poderia operar, caso haja algum problema no alternador.
  • Habilidade de Descarga (CCA ou corrente de arranque): quantidade estimada de corrente elétrica que a bateria pode fornecer, em determinadas condições físicas, partindo da tensão máxima até 7,2 V (bateria totalmente descarregada), num período de 30 segundos. É a corrente que o veículo poderia utilizar durante a partida.

A bateria dos automóveis é a de ARRANQUE. Ela foi projetada para oferecer alta corrente elétrica por um curto período de tempo, atendendo à partida do veículo. Com o início da rotação do motor, o alternador/regulador de tensão passam a recarregar a bateria e fornecer energia para o veículo (nas características originais), e a bateria assume a função de estabilizar o sistema elétrico do veículo. Usada dessa maneira, uma bateria automotiva dura em média 02 anos. Para obter uma grande quantidade de corrente, uma bateria de carro usa placas finas e eletrólito em alta densidade, o que acaba sendo prejudicial para a longevidade.

Uma bateria ESTACIONÁRIA (ou ciclo profundo) foi projetada para oferecer quantidade constante de corrente por um longo período de tempo, podendo ser descarregada completamente por várias vezes, o que arruinaria uma bateria de carro rapidamente. Para conseguir isso, uma bateria de ciclo profundo usa placas mais espessas, o que aumenta sua vida útil. Em geral, uma bateria estacionária terá duas ou três vezes a Capacidade de Reserva (RC) de uma bateria de arranque, mas fornecerá apenas uma fração do CCA desta.