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Batterie piombo-gel: Studio delle possibili cause di malfunzionamento.

Premessa:

Questo studio eseguito su un discreto numero di batterie uguali è stato fatto allo scopo di evidenziare anomalie nel comportamento delle batterie piombo-gel allo scopo di estrapolare comportamenti che aiutano a determinare lo stato della batteria. Il nostro campione è costituito da batterie piombo-gel utilizzate nei gruppi di continuità. Ogni batteria fornisce una tensione di 12V nominali e ha una capacità di 17 Ah. Il parco batterie testato comprende della batterie nuove, altre usate per diverso tempo ma in buono stato e altre smontate perché non più performanti. Sono stati eseguiti diversi cicli di carica e scarica e registrati i tempi, la tensione a vuoto, e la resistenza interna. Allo scopo sono stati utilizzati il caricatore gigapulse e lo scaricatore pulsotron ambedue progettati per fornire alla batteria forti transienti di tensione allo scopo di ridurre la solfatazione.

Principali cause di malfunzionamento

  1. Rottura meccanica / Interruzione del circuito
  2. Corto circuito di un elemento
  3. Solfatazione
  4. Corrosione delle piastre
  5. Essiccazione del gel

Noi possiamo cercare di migliorare la condizione del punto 3) ma non abbiamo nessuna possibilità di ripristinare una batteria che abbia un diverso malfunzionamento. In qualche caso si può intervenire nel punto 5) aprendo le celle (che sono ermetiche, quindi forzandole) e introducendo con una siringa acqua distillata e poi richiudendo il tutto. Ma analizziamo punto per punto:

1. La rottura meccanica è facilmente evidenziabile perché la tensione ai capi della batteria è zero. Il circuito è interrotto, la batteria non è in alcun modo recuperabile e va portata in discarica.

2. Questo problema è dovuto a diverse cause ed è molto raro nelle batterie piombo-gel ed è facilmente identificabile in quanto la tensione a vuoto della batteria sarà inferiore di circa 2V rispetto al valore che dovrebbe avere (vedi tabella più in basso). Nello specifico le possibili cause possono essere:

  • Problema costruttivo, la batteria è difettosa di fabbrica
  • La batteria ha subito dei cicli di carica/scarica con correnti troppo elevate e gli elementi si sono deformati fino ad andare in corto
  • Per le batterie con elettrolita liquido (e quindi non piombo-gel) i fanghi che si sono creati sul fondo di una cella hanno messo in corto la cella stessa.

3. La solfatazione è il problema più comune, è una condizione che prima o poi interviene in ogni caso. Le principali cause sono:

4. La corrosione delle piastre è un fenomeno che tende a sbriciolare le stesse. Nel tempo nelle batterie ad elettrolita liquido si crea uno strato di fango sul fondo. Gli elettrodi perdendo massa perdono proporzionalmente anche capacità, quindi la capacità della batteria tende a decrescere.

5. Nelle batterie piombo-gel quando vengono prodotti idrogeno e ossigeno sulle piastre, questi si ricombinano al 99% rigenerando acqua. Qell'1% che manca è gas che viene disperso che si traduce in una progressiva essiccazione del gel, sopratutto nelle batterie soggette a sovraccarica, che quindi a maggior ragione producono gas.

A destra nella tabella la tensione a vuoto di una generica batteria da 12V a piombo-acido (6 celle) in funzione dello stato di carica della stessa alla temperatura di 25°C.
Questa tensione deve essere misurata a riposo, dopo qualche ora che la batteria è scollegata da qualsiasi circuito esterno.

%CARICA TENSIONE
99 12.91
90 12.80
80 12.66
70 12.52
60 12.38
50 12.22
40 12.06
30 11.90
20 11.70
10 11.42
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