ESTUDO DA CORRELAÇÃO ENTRE OS MATERIAIS OBTIDOS NO PROCESSO DE CURA DOS ELETRODOS E OS IMPACTOS NO PROCESSO DE ATIVAÇÃO (PRIMEIRA CARGA) E O DESEMPENHO ELÉTRICO E DE CICLAGEM DA BATERIA DE CHUMBO.
Bateria chumbo ácido, processo de cura, tempo e temperatura na cura e desempenho em ciclagem.
Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do tempo de residência no processo de cura (30, 45 e 60 horas) e da temperatura durante esse processo (55 e 90 ºC) sobre o desempenho de baterias em ciclagem, conforme normas internacionais. As alterações morfológicas dos eletrodos foram acompanhadas ao longo do processo por técnicas de MEV, DRX, análise de área superficial e porosidade, correlacionando esses resultados com o desempenho das baterias em termos de ativação, capacidade nominal, desempenho em partida, ciclagem a 50% e 17,5% de profundidade de descarga, e avaliação em final de vida dos componentes. Os resultados indicaram que o tempo de cura está associado à eficiência na formação de uma rede tridimensional que conecta o material ativo. Entretanto, a temperatura de cura exerceu maior influência sobre o desempenho em ciclagem. Baterias com eletrodos contendo 7% de cristais 4BS em comparação a baterias contendo apenas 3% apresentaram 30 e 20% maior desempenho de ciclagem nos ensaios a 50 e 17,5% de profundidade de descarga respectivamente, mesmo com metade do tempo de cura, evidenciando que não é o tempo de cura,
mas os produtos formados, que determinam o desempenho final. Observou-se ainda que a temperatura influencia diretamente a conversão de 3BS em 4BS e o tamanho desses materiais. Cristais formados a 90 ºC apresentaram crescimento 400% maior do que os formados a 55 ºC, exibindo elevada resistência que impossibilitou sua conversão em material ativo positivo, inviabilizando o funcionamento da bateria.
Em todas as condições avaliadas, a vida útil das baterias foi limitada pelo fenômeno de estratificação do eletrólito, que atingiu diferenças de densidade próximas a 40 g/L já nos quatro primeiros ciclos. Para investigar essa limitação, foi desenvolvido, testado e validado um sistema de medição que apresentou erro
inferior a 1% em comparação a equipamentos comerciais. Os resultados ressaltam que a estratificação deve ser solucionada em estudos futuros antes de iniciar testes com aditivos, pois, caso contrário, a avaliação de
seus efeitos não seria precisa, podendo levar a conclusões equivocadas.