Sicurezza delle Batterie AGM-GEL e ad Acido Libero (Flooded) a

Sicurezza delle Batterie AGM-GEL e ad Acido Libero (Flooded)
a Confronto.
Indice:
Breve Storia delle Batterie AGM-GEL
pag .2
Caratteristiche di Sicurezza Derivate delle batterie AGM-GEL
pag .2
Luoghi Comuni da SFATARE delle batterie AGM-GEL
pag. 4
Compatibilità tra batterie Tradizionali ad “Acido Libero” e batterie AGM-GEL
pag. 5
Breve Storia:
Le batterie ad elettrolito “trattenuto” (AGM) od immobilizzato (GEL) sono “nate” per
prevenire i danni a cose per corrosione od ustioni agli operatori dovuti alla
fuoriuscita per rottura, sversamento o tracimazione di acido solforico corrosivo;
Questo tipo di batterie, già conosciute dagli inizi del XX secolo, sono state sempre poco
considerate a causa della loro bassa resa di capacità, provocata dalla immobilizzazione
degli ioni e dal minore contenuto di elettrolito a parità di dimensioni;
Avendo già un contenuto di elettrolito inferiore e dovendo prevenire l’ossidazione delle
piastre negative, parzialmente esposte all’atmosfera (e quindi all’autoscarica chimica da
parte dell’ossigeno), esse devono essere costruite con degli accorgimenti elaborati ed a
volte costosi:
a) valvole di solo sfiato verso l’esterno;
b) leghe al piombo-calcio;
c) essere corredate di caricatori elettronici specifici a steps di tensione controllata per
limitare il consumo dell’acqua, quindi per prevenire la produzione di gas ed il
surriscaldamento.
Caratteristiche di Sicurezza Derivate delle batterie AGM-GEL:
Proprio a causa della loro maggiore resistenza interna e delle valvole che sfiatano solo al
raggiungimento di una determinata pressione interna e dei sistemi di RICARICA
“CONTROLLATA” le batterie AGM-GEL producono delle quantità di miscela di gas
idrogeno-ossigeno inferiori a quelle delle batterie ad acido libero ricaricate con i sistemi
tradizionali, dove non si richiedono particolari accorgimenti;
La quantità di gas prodotta è sempre, direttamente proporzionale alla quantità di corrente
assorbita dalla batteria una volta raggiunta la tensione di gasificazione:
2H2O + 4e-  2H2 + O2
Carica dell’elettrone = 1,60206 * 10-19 C
1 A = 1 Coulomb / Sec
1 Ah = 3600 C / h
Per produrre 3 moli di miscela di gas H2 – O2 (36 gr di gas) alla pressione atmosferica occorrono 4 moli di
elettroni ( 1 mole = 6 * 1023 molecole) cioè una carica di 384494,4 Coulomb;
Quindi una produzione di gas specifica di circa ( 36 gr / 384494,4 C ) = 0,00009363 gr GAS / Coulomb;
Ogni Ah assorbito dalla batteria avremo (per 6 celle in serie – batteria da 12V) = 2,0224 gr GAS / Ah.
Il calcolo di massima visto sopra dimostra che per differenti resistenze interne di batteria,
da cui dipende la corrente di mantenimento ad una certa tensione costante di carica, ci
saranno diverse produzioni di gas per unità di tempo.
Nella figura n. 1 è riportata la corrente di mantenimento delle varie tipologie di batterie
messe a confronto;
2
Corrente tampone a VK = 2,3 Volts/Cella - AGM Vs GEL
17
16
15
14
13
12
Corrente mA/Ah
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Temperatura Batteria (°C)
Corrente Tampone GEL mA/Ah
Corrente Tampone AGM mA/Ah
Figura 1
3
Corrente Tampone Libero mA/Ah
Luoghi Comuni da SFATARE delle batterie AGM-GEL:
Le batterie in questione sono molte volte chiamate “ermetiche” in modo improprio
sostenendo che esse non causano la produzione di gas “nocivi” od esplosivi ma, come
abbiamo visto la produzione di gas è solamente ridotta per merito degli accorgimenti
adottati per “proteggere” la batteria stessa.
L’ermeticità di tali batterie deve essere intesa SOLAMENTE come
FUORIUSCITA DI ACIDO in CASO di ROTTURA o di ROVESCIAMENTO!
NON
Il pericolo è che esse possano ERRONEAMENTE essere ricaricate in ambienti chiusi in
cui la miscela di gas esplosivi, fuoriuscente dalle valvole, con il passare del tempo possa
“saturare” tali ambienti e creare potenziali situazioni di pericolo per deflagrazione a causa
di innesco: scintilla da interruttore elettrico, sigaretta, scarica di corrente statica etc.
L’esplosione di una batteria AGM-GEL, causata da scintille interne derivanti da guasti
(come la rottura delle connessioni per le batterie in monoblocco), sono molto più violente e
dannose di quelle ad acido libero senza Valvole di Regolazione in quanto esse sono
sempre sottoposte ad una pressione interna superiore a quella atmosferica.
Molto spesso le schede-prodotto delle batterie AGM-GEL-VRLA sono illustrate con le
seguenti “icone” dove si omette sia quella del pericolo di corrosione che quella di
esplosione che quella di tenere lontane le fiamme libere; Ma i pericoli di esplosione e
di corrosione NON sono TOTALMENTE ASSENTI, sono “LATENTI” e possono subentrare
comunque in caso di:
1) errato sistema di ricarica;
2) montaggio delle batterie in ambienti o casse esenti da ricambio d’aria;
3) montaggio delle batterie in ambienti o casse a temperature elevate.
Esempi di “icone” per batterie AGM-GEL VRLA:
Cycles acc to IEC 896 T2: 800;
Valve regulated lead-acid;
Nominal capacity: 6,6 - 230Ah;
Recycleable;
Block battery;
Grid plate
Proof against deep discharge acc. to DIN 43539 T5
Maintenance-free (no topping-up)
4
Compatibilità tra batterie Tradizionali ad “Acido Libero” e batterie AGM-GEL:
Batterie AGM-GEL VRLA
Le batterie AGM-GEL VRLA sono consigliate quando si deve avere una manutenzione
ridottissima, specie in luoghi estremi od in particolari installazioni dove le stesse siano
poco “accessibili” – stazioni meteo, boe di segnalazione, gruppi di continuità per ripetitori
radio etc.etc o per proteggere gli utilizzatori da possibili sversamenti o fuoriuscite di acido
solforico: alimentazione di giocattoli elettrici, accessori elettrici con elevata
movimentazione come gli “avviatori” per autoveicoli ed ovunque ci sia la possibilità di
facile Rottura o di un potenziale capovolgimento accidentale o necessario della
batteria:
In qualsiasi caso la ricarica dovrà essere effettuata in ambiente areato e lontano da
fiamme o scintille!
Le batterie “ermetiche” devono essere ricaricate con specifici caricatori progettati
per rendere tali batterie sicure e per donargli una prolungata vita nell’impiego nei
cicli:
I normali caricatori per le batterie al piombo ad Acido Libero NON SONO IDONEI !
Batterie ad “Acido Libero”
In ogni caso in cui non vi sia il pericolo di facile Rottura o di
Capovolgimento Necessario della batteria possono essere impiegate le
batterie ad acido libero.
Le batterie ad acido libero possono essere impiegate anche in casi dove sia resa
necessaria una ridotta gasificazione per motivi di prevenzione degli incendi purché si
equipaggino con tappi VRLA e si utilizzino gli stessi tipi di caricabatteria consigliati per le
batterie AGM-GEL VRLA.
In qualsiasi caso la ricarica dovrà essere effettuata in ambiente areato e lontano da
fiamme o scintille!
I caricatori per Batterie AGM-GEL VRLA POSSONO ESSERE UTILIZZATI PER LE
BATTERIE AD ACIDO LIBERO! (e non viceversa).
In questo caso si ricreano le condizioni adottate per proteggere le batterie AGMGEL dalla prematura “morte” ottenendo il risultato di poter utilizzare una batteria
maggiormente performante, ad un minor costo con una minore produzione di gas di
ricarica.
Nelle figure n.2 e n. 3 si possono vedere le diverse prestazioni di batterie dello stesso
peso costruite con le tre diverse tecnologie.
5
Caduta di Tensione C0,25 - GEL Vs AGM
12,40
12,20
12,00
11,80
Tensione Batteria (Volts)
11,60
11,40
11,20
11,00
10,80
10,60
10,40
10,20
10,00
9,80
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Minuti di scarica (min)
Gel (V)
AGM (V)
Libero (V)
Figura 2
Batteria da 27 Kg (es. B258C) costruita nelle 3 Versioni: Acido Libero, AGM e Gel.
105
100
95
90
85
80
75
Resa di Capacità (Ah)
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Ore di Scarica (ore)
Acido Libero (Flooded) (Ah)
Sealed (AGM) (Ah)
Figura 3
6
Sealed (Gel) (Ah)
18
19
20