Una batteria solfatata è una batteria che è rimasta a riposo in stato di scarica, oppure che è stata caricata in modo insufficiente fino al punto in cui sulle piastre si è formato solfato di piombo anomalo.
Quando questo accade, le reazioni chimiche all'interno della batteria sono ostacolate e si produce una perdita di capacità.
Questo documento non tratta l'intera teoria e tecnologia elettrica coinvolta nel processo di solfatazione dei sistemi alimentati a batteria. Per ulteriori informazioni si rimanda alla letteratura specializzata.
1 Cause
La maggior parte dei casi di solfatazione è dovuta a:
Carica insufficiente o mancata carica di equalizzazione
Quando una batteria sottoposta a cicli viene caricata ripetutamente a regimi bassi senza essere portata a carica completa, l'acido non viene espulso in modo efficace dalle piastre, in particolare dalle parti inferiori, e si produce solfatazione.
Anche le cariche parziali ripetute, che non producono un rimescolamento completo dell'elettrolita, portano alla solfatazione. Nel normale esercizio di una batteria è difficile stabilire quando la solfatazione ha inizio: solo eseguendo cariche di equalizzazione periodiche e confrontando il peso specifico e la tensione dei singoli elementi è possibile rilevarla nelle fasi iniziali e correggerla o prevenirla.
Una solfatazione problematica non si sviluppa in meno di 30 giorni.
Permanenza in stato di scarica parziale o totale
Lasciare una batteria in stato di scarica parziale per periodi prolungati fa indurire il solfato depositato sulle piastre e provoca la chiusura dei pori.
Le batterie devono essere ricaricate appena possibile dopo la scarica e non devono restare in stato di scarica completa per più di un mese. Con temperature sotto zero la batteria deve essere ricaricata immediatamente dopo la scarica, per evitarne il congelamento.
Livello di elettrolita basso
Se si consente al livello dell'elettrolita di scendere sotto la parte superiore delle piastre, le superfici esposte si induriscono e si solfatano.
Aggiunta di acido
Se si aggiunge acido a un elemento in cui è presente solfatazione, la condizione peggiora.
Peso specifico elevato
In generale, quanto più elevato è il peso specifico di un elemento a carica completa, tanto più probabile è l'insorgere della solfatazione e tanto più difficile è ridurla. Se in una batteria vi sono elementi con peso specifico superiore di più di 0,015 rispetto al valore medio, la probabilità di solfatazione in tali elementi aumenta.
Temperatura elevata
Le temperature elevate accelerano la solfatazione, in particolare in una batteria inattiva e parzialmente scarica.
Tutti gli elementi di una batteria solfatata presentano valori bassi di peso specifico e di tensione. Dopo una carica normale non raggiungono la carica completa. Un'ispezione interna rivela piastre negative con una consistenza simile all'ardesia: il materiale della piastra negativa solfatata è duro e granuloso e dà una sensazione sabbiosa se strofinato tra pollice e indice.
L'ispezione interna va eseguita dopo una carica normale, poiché una piastra scarica è sempre in qualche misura solfatata. Una buona piastra negativa a carica completa è spugnosa ed elastica al tatto e presenta un riflesso metallico se raschiata con l'unghia o con un coltello. Una piastra positiva solfatata ha un colore marrone più chiaro rispetto alla piastra normale.
2 Trattamento
Un'attenzione accurata e scrupolosa alle fasi seguenti consente spesso di riportare una batteria solfatata in buone condizioni di funzionamento, utilizzando un caricabatterie MMF e un analizzatore-scaricatore.
- 1. Pulire la batteria;
- 2. Portare il livello dell'elettrolita all'altezza corretta aggiungendo acqua;
- 3. Mettere la batteria in carica con il caricabatterie MMF.
L'MMF carica la batteria seguendo la curva di carica IUa riportata nella figura seguente.
Facendo riferimento al manuale d'uso dell'MMF, impostare i parametri di carica come segue:
- Corrente di carica iniziale (I): 4–5 % della capacità della batteria,
- Tensione costante (V): 2,4 V/elemento
- Durata della carica: da 12 a 24 ore
Durante il processo di carica tenere sotto controllo la temperatura della batteria, che non deve superare 50 °C.
Se un elemento presenta valori bassi, inferiori di 0,20 V rispetto alla tensione media degli elementi della batteria, estrarre e riparare l'elemento prima di proseguire con la procedura.
- 4. Le batterie solfatate hanno una resistenza interna elevata. Quando una batteria solfatata viene messa in carica, la tensione della batteria raggiunge in breve tempo il valore di tensione costante impostato e la corrente del caricabatterie è molto bassa.
Mantenendo la batteria in carica per lungo tempo con questa corrente molto bassa, il solfato di piombo viene rimosso dalle piastre. La tensione della batteria tenderebbe a diminuire, ma il caricabatterie MMF aumenta la corrente di carica per mantenere la tensione costante al valore impostato.
Il processo di carica deve durare a lungo, da 12 a 24 ore.
Se possibile, tenere sotto controllo il peso specifico dell'elettrolita. Se durante la carica il peso specifico non aumenta per circa 4 ore, il processo di carica può essere interrotto.
Al termine del processo di carica, registrare il peso specifico dell'elettrolita. La densità dell'elettrolita indica lo stato di carica.
- 5. Mettere la batteria in scarica al regime delle 8 ore.
Per scaricare la batteria è consigliabile utilizzare un analizzatore-scaricatore di batterie. Per maggiori dettagli sull'analizzatore-scaricatore si rimanda al sito indicato.
L'unità può scaricare la batteria con una corrente di scarica controllata, mentre la tensione complessiva della batteria e il tempo di scarica sono tenuti sotto controllo.
Se per scaricare la batteria si impiega un'unità di questo tipo, è consigliabile impostare lo scaricatore con i parametri seguenti:
- Corrente di scarica: 1/8 della capacità della batteria
- Durata della scarica: 8 ore
- Tensione finale della batteria: 1,70 V/elemento
Lo scaricatore è completamente automatico e interrompe il processo di scarica quando viene raggiunto il tempo di scarica oppure la tensione minima di batteria impostata. Durante la scarica tenere sotto controllo le tensioni dei singoli elementi e la tensione complessiva della batteria ai seguenti intervalli: 15 minuti dopo l'avvio della prova, poi ogni ora fino a quando la tensione di un elemento raggiunge 1,80 V e, da quel momento, a intervalli di 15 minuti. Interrompere manualmente il processo di scarica se la tensione di uno degli elementi scende sotto 1,60 V.
- 6. Se la batteria, con i parametri di scarica impostati, fornisce almeno l'80 % della capacità nominale, non è necessario alcun ulteriore trattamento oltre alla ricarica normale e all'equalizzazione del peso specifico.
- 7. Se la batteria non fornisce una capacità prossima a quella nominale, eseguire un nuovo processo di carica e scarica.
Ricaricare la batteria come descritto sopra utilizzando l'MMF.
Caricare di nuovo la batteria per lungo tempo, da 12 a 24 ore, e/o fino a quando non si registra un ulteriore aumento del peso specifico nell'arco di 4 ore, con letture eseguite ogni ora. Tenere sotto controllo la temperatura della batteria.
8. Scaricare di nuovo al regime delle 8 ore e, se la batteria fornisce la capacità completa, ricaricarla e metterla in servizio.
9. Se questa procedura non porta alla capacità completa, ripeterla ancora una volta come indicato sopra. Per ottenere un ciclo di ricarica più energico, impostare la tensione costante dell'MMF a 2,5 V/elemento. Per maggiori dettagli sull'impostazione dei parametri di carica si rimanda al manuale d'uso.
10. Se la batteria non risponde a questo trattamento, la solfatazione è tale che non è pratico tentare ulteriori interventi e la batteria deve essere sostituita.