¿Es la temperatura la única limitación de velocidad de carga de la batería?

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Cargar demasiado rápido puede hacer que la batería explote debido al calor.

¿Pero qué pasa si enfrío la batería? ¿Puedo cargar tan rápido como quiera, siempre que lo enfríe lo suficiente?

¿Puedo exigir velocidades de carga más altas aumentando el voltaje de entrada, si la batería está más fría?

battery-charging battery-chemistry neverMind9
fuente
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no ... las reacciones químicas tienen un tiempo de respuesta finito.
jsotola
Bienvenido al sitio. Tenga en cuenta rápidamente que esta no es una casa de diseño gratuita, un servicio de respuesta a tareas o una enciclopedia técnica en línea, copiada a pedido. Las personas lo ayudarán a dar el siguiente paso si su pregunta muestra que ha hecho todo lo posible por su cuenta, lo cual no es su publicación, me temo. Por favor revise su pregunta mostrando su trabajo y hallazgos hasta el momento, en considerable detalle. O elimine la pregunta si las búsquedas en Internet le dan su respuesta de todos modos. Una vez más, una cálida bienvenida al sitio.
TonyM
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Vuelva a editar: si lee las respuestas ya dadas, ¿qué le parece?
Solar Mike
Sigue siendo útil Gracias por su respuesta, @ Solar Mike.
neverMind9
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¿Qué tipo de batería? El litio y el ácido de plomo (por ejemplo) pueden atraer diferentes respuestas.
Chris H

Respuestas:

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Ciertamente no puede cargar tan rápido como lo desea , pero puede aumentar la velocidad de carga si sigue enfriando la batería en el proceso. Aunque el objetivo no es hacer que la batería se enfríe más de lo normal, es mejor evitar que se caliente.

Por ejemplo, revise este desmontaje de la batería Tesla, que revela el sistema de enfriamiento que se requiere para una carga rápida.

Dmitry Grigoryev
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¿Puedo cargar tan rápido como quiera, siempre que me enfríe lo suficiente?

No. Para cargar más rápido, necesita un voltaje más alto para superar la resistencia interna. Si el voltaje es demasiado alto, puede causar daños debido a la electrólisis u otros efectos, dependiendo de la química de la batería.

Una batería de plomo-ácido se 'gasará' cuando el voltaje alcance ~ 2.45V por celda, ya que el agua se descompone en hidrógeno y oxígeno. Esto hace que una batería de plomo-ácido 'húmeda' pierda electrolitos, y la mezcla de gases es un riesgo de explosión. Las baterías de plomo-ácido selladas pueden absorber y recombinar una cierta cantidad de gas, pero si la presión aumenta demasiado, se descargarán. Tener que mantenerse por debajo del voltaje de gas es el factor principal que limita la rapidez con la que puede cargar una batería de plomo-ácido, incluso a baja corriente que no calienta mucho la batería. Si ignora el gas y trata de cargar aún más rápido, la eficiencia de carga podría disminuir drásticamente, debido a las burbujas de gas que reducen la densidad efectiva de electrolitos y el área de superficie de la placa.

El alto voltaje también puede causar un aumento de la corrosión, la ruptura del aislamiento, la formación de arcos entre terminales, etc. Por lo tanto, no puede aumentar el voltaje "tanto como desee" para obtener una velocidad de carga más rápida, incluso si de alguna manera lograra mantener todas las partes internas. de la batería fría.

Sin embargo, con algunas químicas de batería puede aumentar la corriente de carga más allá de la tasa nominal, al menos durante parte del ciclo de carga.

La reacción química al cargar una batería Nicad es endotérmica , por lo que la batería se enfría naturalmente mientras se carga. Si tiene placas gruesas e interconexiones para mantener bajas las pérdidas de Ohmic, una batería Nicad se puede cargar a una corriente muy alta hasta justo antes de la carga completa. Sin embargo, la corriente debe desconectarse tan pronto como alcance la carga completa; de lo contrario, se calentará rápidamente y acumulará presión interna, lo que puede provocar que se ventile y / o se cortocircuite.

Las baterías de iones de litio de alta potencia también se pueden cargar muy rápidamente durante la fase de "corriente constante". Las baterías de iones de litio tienen una eficiencia de carga muy alta, por lo que normalmente no se calientan durante la carga. El principal factor limitante es la mayor posibilidad de que el separador (muy delgado) se cortocircuite a un voltaje más alto. Algunos Lipos de alta potencia están clasificados para una tasa de carga de hasta 15C, ¡plana a completa en 4 minutos! Sin embargo, dado que el voltaje máximo está estrictamente limitado, la corriente debe reducirse durante el último 20%, por lo que el tiempo para alcanzar el 100% de carga es mucho más largo.

Bruce Abbott
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Estás muy bien informado, @BruceAbbott.
neverMind9
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Muchas de las limitaciones químicas a las que las velocidades que puede cargar o descargar una batería empeoran con la disminución de la temperatura.

Por ejemplo: la movilidad del portador de carga en una batería fría será menor que en una cálida. Eso lleva a una mayor resistencia interna. Por lo tanto, no puede cargar o descargar tan rápido, porque las cargas simplemente no se mueven tan rápido.

Es por eso que en los días fríos del invierno, las baterías de arranque tienen más dificultades para arrancar automóviles, porque simplemente no pueden entregar tanta corriente. Para cargar, todo es lo mismo.

Marcus Müller
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Interpreté la pregunta más como "Si mantengo la batería a 30 ° C usando enfriamiento activo, ¿puedo seguir aumentando la corriente?", No qué sucede si la enfrías a temperaturas bajo cero.
tubería
Hm, en ese caso, realmente deberías escribir una respuesta (porque sí, eso estará dentro de los límites, ayudará, pero encontrará sus límites técnicos en las corrientes de electrodos y aún, movilidad limitada) para complementar la mía. (Votaría eso.)
Marcus Müller
@pipe, pero qué parte de la batería: solo puede enfriar la carcasa (o el exterior de las celdas individuales en un paquete personalizado), pero no es probable que sea donde se genera el calor, y hay muchos factores más importantes que conductividad térmica en la selección de materiales para baterías
Chris H
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@pipe, lo que pasa es que no puedes mantener una batería a 30 ° C usando enfriamiento activo. Una batería no es un superconductor térmico, por lo que tendrá un gradiente de temperatura entre el exterior donde está su sistema de enfriamiento y las tripas de la batería donde se produce el calor. Si intenta mantener el interior a 30, las capas externas serán más frías y no se cargarán tan bien; Si mantiene el exterior a 30, el interior estará más caliente.
Mark
@ Mark No estoy seguro de por qué me estás respondiendo ya que no estoy haciendo la pregunta. Si sabe todo esto sobre las baterías, debe publicar una respuesta.
tubería
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Si carga demasiado rápido, debido a que la transferencia de calor no es instantánea, las placas se doblan debido a la expansión térmica y crean "cortocircuitos" localizados que pueden causar una falla catastrófica.

Y sí, lo he visto allí: cargador de alta velocidad configurado en 24v con una batería de 12v: por alguien a pocos cortes de una hogaza ...

Mike solar
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