Preciso de remover as tampas de água da bateria enquanto carrego uma bateria?

O seguinte é da prática manutenção do hangar de baterias de aeronaves. A sua pergunta é um pouco mais profunda do que parece à primeira vista, e um breve histórico ajudará a explicar as coisas. Mas a resposta rápida é não, você não precisa remover as tampas. Mas você precisa de um carregador de voltagem constante.

Aircraft tem usado sistemas de baterias automotivas por um longo tempo. Portanto, tanto os sistemas das aeronaves como a manutenção do hangar eram de chumbo-ácido. Assim, no que se segue ofereço observações práticas aliadas ao rastreamento da teoria do porquê e ao desenvolvimento de práticas que funcionaram melhor.

O negócio de tampas em baterias chumbo-ácidas é de certa forma, a última parte de um complicado processo eletro-químico de carga e descarga. As tampas são feitas com um design de controle de derramamento mínimo - um ciclíndrico oco no interior com pequenos furos no topo e na base para ventilar qualquer gás, e às vezes uma bola anti derramamento no interior para cobrir o furo se a bateria cair por cima.

Então a carga e descarga normal de gases funciona com as tampas no lugar.

Existe uma razão para a prática de longa data de remover as tampas, e é obsoleto pela maioria dos equipamentos e procedimentos modernos. A razão foi para que você pudesse ver o nível do eletrólito e enchê-lo de volta, se necessário. Os sistemas de carregamento de veículos mais antigos eram pobres e tendiam a "ferver" a água, exigindo assim que a bateria tivesse tampas a serem removidas para adicionar água destilada de volta. Isto também era necessário na oficina, porque os carregadores também ferveriam a água. O banco de baterias da loja sempre tinha alguns garrafões de galões de água destilada e funis e seringas para encher o nível do líquido na bateria. Claro que isso exigia que as tampas de ventilação se aparafusassem para que você pudesse ver o nível e enchê-lo.

Agora se você não fizesse isso, o processo eletroquímico de carga e descarga realmente mudava a composição química das placas de chumbo submersas na solução de ácido sulfúrico no recipiente da bateria. Se o nível do líquido estava baixo, então você perdeu tanto a energia de descarga quanto o processo de recarga, já que isso ocorreu no eletrólito ácido. É por isso que a verificação dos níveis do líquido era tão importante.

BUT, já não é mais frequente. Uma eletrônica mais sofisticada hoje em dia significa uma regulação de voltagem muito melhor no uso da bateria.

Aqui está um gráfico de uma característica de bateria de chumbo ácido de 12 volts à medida que ela carrega. Note a curva ao atingir a carga total - isto é, quando o processo químico está completo. Isto é cerca de 14 volts e varia com a temperatura.

E aqui está o ponto principal deste detalhe. Este ponto de carga completa é o mais importante. Até este ponto, a química celular está se carregando alterando a química da placa de chumbo, de chumbo comum para sulfato de chumbo. É somente quando a superfície está bloqueada com a superfície completa de sulfato de chumbo, e a energia não pode alcançar mais a placa para alcançar mais chumbo, que a corrente de carga cai e a tensão começa a subir.

Este é o ponto crítico. Se o sistema ou o operador parar de carregar neste ponto, a bateria não "ferverá" a água. Caso contrário, a energia vai para a electrólise da água. Não a fervura, mas a transformação da água em hidrogénio e oxigénio. Aqui é de onde vem o risco muito alto de incêndio e explosão com estações de carga de chumbo ácido. O gás da água eletrolítica, talvez após horas de sobrecarga, pode chegar a uma chama ou faísca e explodir. Foi muito comum ao longo dos anos em garagens onde as baterias estavam sendo recarregadas.

Os reguladores de veículos mais antigos eram sistemas de relé complicados, e muito pobres. Os carregadores de garagem mais antigos simplesmente não tinham regulação de tensão e tinham de ser monitorizados.

Mas os veículos modernos têm controlo de carga em estado sólido e simplesmente não sobrepõem a tensão e consequentemente não "ferveram" nem electrolisaram a água, nem necessitaram de tampas de ventilação de gás. Uma forma comum de bateria agora é a gelcell, onde o ácido é semi-líquido na forma de gel, e um gel não pode derramar como uma lata de líquido. Sem respiradouros. Apenas respiradouros de emergência.