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Carga a baja temperatura
La carga rápida de la mayoría de las baterías está limitada a 5 ° C a 45 ° C (41 ° F a 113 ° F); Para obtener mejores resultados, considere reducir el ancho de banda de temperatura entre 10 ° C y 30 ° C (50 ° F y 86 ° F), ya que la capacidad de recombinar oxígeno e hidrógeno disminuye cuando se cargan baterías de níquel por debajo de 5 ° C (41 ° F). . Si se carga demasiado rápido, se acumula presión en la celda que puede provocar una ventilación. Reduzca la corriente de carga de todas las baterías de níquel a 0,1 ° C cuando se carguen por debajo del punto de congelación.
Los cargadores a base de níquel con detección de carga completa NDV ofrecen cierta protección cuando se cargan rápidamente a bajas temperaturas; la mala aceptación de la carga cuando el frío imita una batería completamente cargada. Esto se debe en parte a una acumulación de alta presión debido a la capacidad reducida de recombinar gases a baja temperatura. El aumento de presión y la caída de voltaje a plena carga son sinónimos.
Para permitir una carga rápida a todas las temperaturas, algunas baterías industriales agregan una manta térmica que calienta la batería a una temperatura aceptable; otros cargadores ajustan la tasa de carga a las temperaturas predominantes. Los cargadores de consumo no tienen estas disposiciones y se recomienda al usuario final que solo cargue a temperatura ambiente.
El plomo ácido es razonablemente tolerante cuando se trata de temperaturas extremas, como revelan las baterías de arranque de nuestros automóviles. Parte de esta tolerancia se atribuye a su comportamiento lento. La tasa de carga recomendada a baja temperatura es de 0,3 ° C, que es casi idéntica a las condiciones normales. A una temperatura agradable de 20 ° C (68 ° F), el gaseado comienza con un voltaje de carga de 2,415 V / celda. Al llegar a –20 ° C (0 ° F), el umbral de gasificación se eleva a 2,97 V / celda.
Una batería de plomo-ácido se carga a una corriente constante a un voltaje establecido que suele ser de 2,40 V / celda a temperatura ambiente. Este voltaje se rige por la temperatura y se establece más alto cuando está frío y más bajo cuando está caliente. La Figura 2 ilustra la configuración recomendada para la mayoría de las baterías de plomo-ácido. En paralelo, la figura también muestra el voltaje de carga flotante recomendado al que el cargador vuelve cuando la batería está completamente cargada. Al cargar ácido de plomo a temperaturas fluctuantes, el cargador debe tener un ajuste de voltaje para minimizar el estrés en la batería. (Consulte también BU-403: Carga de ácido de plomo).
Figura 2: Voltajes de celda en carga y flotación a varias temperaturas.
La carga a temperaturas frías y calientes requiere un ajuste del límite de voltaje.
Fuente: Betta Batteries
La congelación de una batería de plomo-ácido provoca daños permanentes. Mantenga siempre las baterías completamente cargadas porque en el estado descargado el electrolito se vuelve más parecido al agua y se congela antes que cuando está completamente cargado. Según BCI, una gravedad específica de 1,15 tiene una temperatura de congelación de -15 ° C (5 ° F). Esto se compara con –55 ° C (–67 ° F) para una gravedad específica de 1.265 con una batería de arranque completamente cargada. Las baterías de plomo-ácido inundadas tienden a agrietar la carcasa y causar fugas si se congelan; Los paquetes sellados de plomo-ácido pierden potencia y solo entregan unos pocos ciclos antes de que se desvanezcan y necesiten ser reemplazados.
El ion de litio se puede cargar rápidamente de 5 ° C a 45 ° C (41 a 113 ° F). Por debajo de 5 ° C, la corriente de carga debe reducirse y no se permite la carga a temperaturas de congelación debido a las velocidades de difusión reducidas en el ánodo. Durante la carga, la resistencia interna de la celda provoca un ligero aumento de temperatura que compensa parte del frío. La resistencia interna de todas las baterías aumenta en frío, prolongando notablemente los tiempos de carga.
Muchos usuarios de baterías desconocen que las baterías de iones de litio para consumidores no se pueden cargar por debajo de 0 ° C (32 ° F). Aunque el paquete parece estar cargando normalmente, puede ocurrir un recubrimiento de litio metálico en el ánodo durante una carga por debajo del congelamiento. Esto es permanente y no se puede eliminar con el ciclismo. Las baterías con revestimiento de litio son más vulnerables a fallas si se exponen a vibraciones u otras condiciones estresantes. Los cargadores avanzados (Cadex) evitan la carga de iones de litio por debajo del punto de congelación.
Se están realizando avances para cargar Li-ion por debajo de temperaturas bajo cero. De hecho, la carga es posible con la mayoría de las celdas de iones de litio, pero solo a corrientes muy bajas. Según los trabajos de investigación, la tasa de carga permitida a –30 ° C (–22 ° F) es 0.02C. A esta baja corriente, el tiempo de carga se extendería a más de 50 horas, un tiempo que se considera poco práctico. Sin embargo, existen iones de litio especiales que pueden cargarse hasta –10 ° C (14 ° F) a una velocidad reducida.
