Tensão da bateria

A tensão de uma bateria é uma característica fundamental de uma bateria, que é determinada pelas reacções químicas na bateria, pelas concentrações dos componentes da bateria e pela polarização da bateria. A voltagem calculada a partir das condições de equilíbrio é normalmente conhecida como voltagem nominal da bateria. Na prática, a tensão nominal da bateria não pode ser facilmente medida, mas para sistemas práticos de baterias (nos quais as sobretensões e efeitos não ideais são baixos) a tensão de circuito aberto é uma boa aproximação à tensão nominal da bateria.

Desde que o potencial eléctrico (tensão) da maioria das reacções químicas é da ordem de 2V, enquanto que a tensão requerida pelas cargas é tipicamente maior, na maioria das baterias, numerosas células individuais das baterias são ligadas em série. Por exemplo, nas baterias de chumbo ácido, cada célula tem uma voltagem de cerca de 2V. Seis células são conectadas para formar uma típica bateria de chumbo-ácido de 12V.

Voltagem Variação com Descarga

Devido aos efeitos de polarização, a tensão da bateria sob fluxo de corrente pode diferir substancialmente da tensão de equilíbrio ou de circuito aberto. Uma característica chave da tecnologia da bateria é como a tensão da bateria muda devido às condições de descarga, tanto devido aos efeitos de concentração de equilíbrio como devido à polarização. As curvas de descarga e carga da bateria são mostradas abaixo para vários sistemas de bateria diferentes. As curvas de descarga e carga não são necessariamente simétricas devido à presença de reacções adicionais que podem estar presentes nas tensões mais elevadas encontradas no carregamento.

Tensão de corte

Em muitos tipos de baterias, incluindo baterias de chumbo ácido, a bateria não pode ser descarregada abaixo de um determinado nível ou podem ser causados danos permanentes à bateria. Essa tensão é chamada de “tensão de corte” e depende do tipo de bateria, sua temperatura e da taxa de descarga da bateria.

Estado de carga baseado na tensão

Embora a redução da tensão da bateria com descarga seja um aspecto negativo das baterias que reduz sua eficiência, um aspecto prático de tal redução, se for aproximadamente linear, é que a uma determinada temperatura, a bateria pode ser usada para se aproximar do estado de carga da bateria. Em sistemas onde a voltagem da bateria não é linear em alguma faixa de estado de carga da bateria ou nos quais há variações rápidas na voltagem com o BSOC será mais difícil determinar o BSOC e, portanto, será mais difícil de carregar. No entanto, um sistema de bateria que mantenha uma tensão mais constante com taxa de descarga terá uma eficiência de tensão elevada e será mais facilmente utilizado para conduzir cargas sensíveis à tensão.

Efeito da Temperatura na Tensão

Tensão da Bateria aumentará com a temperatura do sistema, e pode ser calculado pela Equação de Nernst para a tensão de equilíbrio da bateria.