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

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

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

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

no... las reacciones químicas tienen un tiempo de respuesta finito.
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Sigue siendo útil. Gracias por su respuesta, @Solar Mike.
"Cargar demasiado rápido puede hacer que la batería explote debido al calor". -- También vale la pena señalar que la carga de las baterías provoca una degradación que limita la cantidad de veces que se pueden cargar, y que esta degradación ocurre más rápidamente a temperaturas más altas. Por lo tanto, la carga rápida reduce la vida útil de la batería; el enfriamiento puede ayudar a mitigar esto.
¿Qué tipo de batería? El litio y el plomo-ácido (por ejemplo) pueden atraer diferentes respuestas.
La verdadera pregunta es: ¿Se está desacelerando la velocidad de las reacciones químicas cuando bajan las temperaturas? Tiendo a decir "sí".

Respuestas (4)

Ciertamente no puede cargar tan rápido como desea , pero sí puede aumentar la tasa 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, sino evitar que se caliente más.

Por ejemplo, mire este desmontaje del paquete de baterías Tesla, que revela el sistema de enfriamiento que se requiere para una carga rápida.

¿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, según la composición química de la batería.

Una batería de plomo-ácido se 'gasificará' cuando el voltaje alcance ~2,45 V por celda, a medida que el agua se descompone en hidrógeno y oxígeno. Esto hace que una batería de plomo-ácido 'húmeda' pierda electrolito, y la mezcla de gases es un riesgo de explosión. Las baterías selladas de plomo-ácido pueden absorber y recombinar una cierta cantidad de gas, pero si la presión sube demasiado, se ventilarán. Tener que mantenerse por debajo del voltaje de gasificación es el principal factor que limita la rapidez con la que puede cargar una batería de plomo-ácido, incluso a baja corriente, lo que no calienta mucho la batería. Si ignora la emisión de gases e intenta cargar aún más rápido, la eficiencia de carga podría disminuir drásticamente, debido a que las burbujas de gas reducen la densidad efectiva del electrolito y el área de superficie de la placa.

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

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

La reacción química al cargar una batería de 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 óhmicas, una batería de Nicad se puede cargar a una corriente muy alta hasta justo antes de la carga completa. Sin embargo, la corriente debe apagarse tan pronto como alcance la carga completa, de lo contrario se calentará rápidamente y acumulará presión interna que puede provocar que se ventile y/o se produzca un cortocircuito.

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. Algunas Lipos de alta potencia están clasificadas para una tasa de carga de hasta 15C, ¡de plana a completa en 4 minutos! Sin embargo, dado que el voltaje máximo está estrictamente limitado, la corriente debe reducirse en el último 20 %, por lo que el tiempo para alcanzar el 100 % de carga es mucho más largo.

Estás muy bien informado, @BruceAbbott.

Muchas de las limitaciones químicas a las que puede cargar o descargar una batería en realidad empeoran con la disminución de la temperatura.

Por ejemplo: la movilidad del portador de carga en una batería fría será menor que en una caliente. Eso conduce 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 de invierno, las baterías de arranque tienen más dificultades para encender los automóviles, porque simplemente no pueden entregar tanta corriente. Para cargar, es todo lo mismo.

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 enfría a temperaturas bajo cero.
Hm, en ese caso, realmente debería escribir una respuesta (porque, sí, eso ayudará dentro de los límites, pero encontrará sus límites técnicos en las corrientes de electrodos y, aún así, la movilidad limitada) para complementar la mía. (Yo votaría eso).
@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 ahí donde se genera el calor, y hay muchos factores más importantes que conductividad térmica en la selección de materiales para baterías
@pipe, la cosa 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 entrañas de la batería donde se produce el calor. Si intenta mantener el interior a 30, las capas exteriores estarán más frías y no se cargarán tan bien; si mantienes el exterior a 30, el interior estará más caliente.
@Mark No estoy seguro de por qué me respondes ya que no estoy haciendo la pregunta. Si sabes todo esto sobre las baterías, deberías publicar una respuesta.
Más resistencia interna. ¿No puedo impulsar más potencia aumentando el voltaje de entrada?
¿Has leído la respuesta de Bruce?

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 "cortos" localizados que luego pueden causar fallas catastróficas.

Y sí, he visto que se ha hecho: cargador de alta velocidad ajustado a 24v en una batería de 12v: por alguien a unas pocas rebanadas de un pan...

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