Bateria de automóvel

Conforme explicado no texto Diferença entre pilhas e baterias, as baterias são formadas por várias pilhas ligadas em série ou em paralelo. Assim, a bateria de automóvel é formada por seis pilhas ou células eletroquímicas ligadas em série de 2 volts cada, o que significa que ela possui uma força eletromotriz de 12 V.

Essa bateria automotiva é também chamada de acumulador ou bateria de chumbo, isso porque ela é formada por placas de chumbo metálico intercaladas com placas de chumbo revestidas de óxido de chumbo IV (PbO₂) e separadas por papelão ou plástico. Essas duas placas estão mergulhadas em uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H₂SO₄) de 30% em massa. Por essa razão, essa bateria também é denominada de bateria de chumbo-ácido.

Imagem de bateria por dentro e das partes que a compõem

As placas de chumbo metálico (Pb) constituem o ânodo ou polo negativo da bateria, o que significa que elas sofrem oxidação, perdendo elétrons, conforme a semirreação a seguir:

Semirreação do ânodo: Pb +HSO₄^1-+ H₂O ↔ PbSO₄ + H₃O¹⁺ + 2e^-

Por outro lado, as placas de chumbo revestidas de óxido de chumbo IV (PbO₂) compõem o cátodo ou polo positivo da bateria. Elas recebem os elétrons perdidos pelas placas de chumbo metálico e reduzem-se:

Semirreação do Cátodo: PbO₂ + HSO₄^1-+ 3H₃O¹⁺ + 2e^-↔ PbSO₄ + 5 H₂O

Na bateria de automóvel, o conector positivo fica ligado ao negativo e assim por diante, o que caracteriza uma bateria montada em série. Os conectores das extremidades fornecem a ddp (diferença de potencial) mencionada (12 V).

Portanto, a equação global (soma das equações parciais) dessa bateria de carro, em que a energia química é transformada em enegia elétrica, é dada por:

Reação global: Pb + PbO₂ + 2 HSO₄^1-+ 2 H₃O¹⁺↔ 2 PbSO₄ + 4 H₂O

Essas reações correspondem à descarga da bateria, mas elas são reversíveis, bastando apenas aplicar uma corrente elétrica contínua e uma diferença de potencial que inverta os polos, tendo em vista que as reações reversíveis não são espontâneas e a ddp é negativa. Isso pode ser realizado por meio de um dínamo ou alternador do automóvel. As baterias recarregáveis são chamadas de baterias secundárias.

A solução aquosa de ácido sulfúrico ajuda a determinar se a bateria está descarregada, isso porque ela possui densidade de 1,28 g/cm³. No entanto, conforme as reações vão ocorrendo e a bateria vai descarregando, essa densidade diminui de valor. Assim, se o densímetro mostrar uma densidade menor que 1,20 g/cm³, significa que a bateria precisa ser recarregada. Essa bateria de carro costuma funcionar em curtos intervalos de tempo e é constantemente recarregada pelo alternador, que transforma energia mecânica em energia elétrica.

Recarga de bateria de automóvel

Apesar de serem grandes, pesadas e possuírem uma solução aquosa corrosiva de um ácido bem forte, as baterias de chumbo são as mais usadas nos automóveis atualmente porque apresentam vantagens que outros tipos de baterias ainda não apresentam, como a alta voltagem, o baixo custo de manutenção e a durabilidade.

A bateria de chumbo-ácido possui várias aplicações no carro, tais como a ignição, fazer a parte elétrica funcionar, ser responsável pelo tracionamento de alguns motores elétricos e manter determinados equipamentos funcionando no caso de queda de energia.

Cada equipamento do carro consome uma determinada carga nominal ou amperagem (A), sendo que toda a parte elértica original funciona em 12 V e 40 A. Isso quer dizer que, quanto maior for a amperagem da bateria, mais equipamentos elétricos ela suportará. No entanto, se o dono do carro adicionar muitos componentes, como módulos de ignição, amplificadores de som, iluminação e assim por diante, a bateria vai desgastar-se mais rapidamente, pois não conseguirá fornecer energia suficiente.

Existe um tipo de bateria de automóvel que possui algumas vantagens sobre essa bateria chumbo-ácido comum. Veja sobre ela no texto abaixo:

-Bateria selada.