A Verdade Sobre as Baterias NiCd
10/05/2006 às 9h00min por Gabriel Torres em Energia

Introdução

Níquel-Cádmio (NiCd) é uma tecnologia de construção de baterias recarregáveis bastante popular usada em vários equipamentos eletrônicos, tais como notebooks, telefones celulares, telefones sem fio, placas-mães antigas, etc. Ela também é muito conhecida pelo seu famoso “efeito memória”, que faz com que este tipo de bateria perca sua carga mais rapidamente na medida em que o tempo passa. Neste artigo explicaremos em detalhes sobre o funcionamento das baterias NiCd, o que é e porque o “efeito memória” acontece e como evitá-lo.

Como o próprio nome já diz, as baterias NiCd são feitas de dois elementos químicos, Níquel, sobre a forma de Hidróxido Niquélico, e Cádmio. Um terceiro elemento é usado como eletrólito, geralmente uma solução de Hidróxido de Potássio. O Cádmio é o grande vilão. Primeiro, ele é o elemento por trás do “efeito memória”, e segundo ele é um metal pesado e muito tóxico.

É por essa razão que as novas tecnologias de baterias recarregáveis não utilizam mais Cádmio (ex: Hidreto Níquel-Metal [NiMH], Lítio-Íon [Li-ion] e Polímero de Lítio-Íon [Li-Pol]). Notebooks, telefones celulares, telefones sem fio e placas-mães encontradas atualmente no mercado não utilizam mais baterias NiCd e você não terá qualquer tipo de problema ou “efeito memória” se seus equipamentos eletrônicos usarem uma bateria recarregável com uma tecnologia diferente da NiCd. Se você der uma olhada na sua bateria verá um adesivo mostrando qual é a tecnologia empregada em sua construção. Caso ela não seja NiCd, você não terá problema de “efeito memória”.

Afinal, o que é este “efeito memória”?

O “efeito memória” é quando a bateria “acha” que está completamente carregada quando na verdade não está. Digamos que ela esteja 70% carregada, mas acha que está 100% carregada. Desta forma, quando você colocá-la para carregar ela não irá ser recarregada, já que ela acha que já está completamente carregada. Quando você começa a usar seu equipamento eletrônico, sua autonomia será menor, já que ela está com apenas 70% da carga, e é por isso que assumimos que baterias NiCd antigas duram menos do que as novas. O que é verdade, mas existem maneiras de prevenir que o “efeito memória” aconteça.

Porque o Efeito Memória Acontece e Como Evitá-lo

Tecnicamente falando, o efeito memória acontece devido à formação de cristais de Cádmio dentro da bateria. Esses cristais são difíceis de dissolver e é um dos responsáveis pelo o “efeito memória”. Portanto, o macete para evitar o “efeito memória” é evitar a formação desses cristais dentro da bateria.

Isto é tipicamente feito recarregando-se a bateria apenas quando ela estiver descarregada e não quando ela estiver parcialmente descarregada. Além disso, altas temperaturas ajudam na formação dos cristais.

No entanto, isto traz outro problema: as baterias de NiCd não podem ser completamente descarregadas ou elas são danificadas. A descarga completa geralmente significa ter tensões abaixo de 1 V por pilha (as baterias de NiCd são geralmente formadas pelo agrupamento de várias pilhas de 1,2 V; baterias de NiCd típicas são de 3,6 V usando três pilhas de 1,2 V).

Desta forma, o "macete" que é recomendado por várias pessoas para resolver o "efeito memória" descarregando baterias NiCd dando um curto nelas (ou qualquer outra forma de "descarga rápida") na verdade faz mais mal do que bem para as baterias, muito embora muitas pessoas afirmem que elas podem recuperar baterias de NiCd com "efeito memória" efetuando este procedimento. A questão aqui é: este tipo de macete não dissolverá os cristais de Cádmio, que são os responsáveis pelo problema do “efeito memória”. O modo correto para descarregar baterias de NiCd e evitar o “efeito memória” é descarregá-las usando seu equipamento normalmente, até que o equipamento comece a reclamar que a bateria está baixa.

Uma outra técnica que algumas pessoas fazem para recuperar baterias NiCd é dando uma carga rápida de alta corrente nelas (técnica conhecida como “zapping”, em inglês). Falaremos mais sobre isso na próxima página.

Monitorar a carga atual de uma bateria NiCd é muito difícil, porque elas não apresentam um nível de descarga linear. A tensão encontrada nas células NiCd permanecem em 1,2 V até que a bateria esteja “descarregada”. Portanto, mesmo se a bateria tenha apenas 30% da sua carga, ela continuará fornecendo 1,2 V em suas saídas, por exemplo.

Vamos explicar isto melhor. As baterias não recarregáveis comuns de 1,5 V apresentam um gráfico de descarga linear e, portanto, quando ela tem 50% da sua carga ela fornecerá apenas 0,75 V em sua saída. Portanto, você pode facilmente monitorar o estado da carga atual de uma bateria comum, basta medir com um voltímetro.

Quando uma bateria NiCd está parcialmente carregada, não podemos dizer se ela estar parcialmente ou completamente carregada, já que em ambas as situações a bateria fornecerá 1,2 V em sua saída.

Baterias de NiCd estão “descarregadas” toda vez que apresenta uma tensão de 1 V em sua saída. O problema, como dissemos anteriormente, é que se você continuar usando a bateria abaixo deste ponto você a danificará. Isto é exatamente o que acontece quando o seu telefone sem fio começa a emitir sons dizendo a você que a sua bateria está descarregada, por exemplo. Hora de recarregá-la.

A forma correta para recarregar bateria de NiCd é primeiro carregá-la completamente, usá-la e esperar até que o nível de tensão da pilha seja de 1 V, e apenas então a recarregue. Isto é também conhecido como “ciclo de recarga completa”. Baterias de NiCd suportam apenas 500 ciclos de recarga completa. Após isto a bateria começa a apresentar problemas.

Como mencionamos, geralmente os dispositivos eletrônicos informarão a você quando a bateria alcança este estágio: é o exato momento quando o dispositivo começa a informar que a sua bateria está fraca.

Alguns notebooks antigos que utilizam baterias de NiCd utilizavam um truque para avisar o usuário qual era a carga da bateria. O fabricante sabia qual era a autonomia do notebook, isto é, quanto tempo o computador conseguia ficar ligado com a bateria completamente carregada. Então, na hora em que você desconectava seu notebook da tomada ele começava medir o tempo em que estava trabalhando na bateria e calculava a quantidade de carga restante. Na verdade, o notebook não media de fato o estado da bateria (já que, como dissemos, é impossível saber a carga de uma bateria de NiCd), mas sim um “chute”.

Um outro grande problema com as baterias de NiCd é que elas perdem a carga quando não são utilizadas, perdendo pelo menos 1% da sua carga por dia. Isto significa que uma bateria NiCd que não é utilizada perderá pelo menos 30% da sua carga por mês. Em três meses e meios ela estará “morta”, o que pode danificar a bateria permanentemente - como dissemos, baterias de NiCd não podem ser descarregadas completamente.

Baterias “Mortas”

Algumas pessoas afirmam recuperar baterias de NiCd “mortas” – ou seja, baterias que apresentam 0 V na sua saída e que não conseguem ser mais recarregadas - dando uma carga rápida de alta corrente nelas, processo conhecido em inglês como “zapping”, e então as coloca novamente no carregador para serem carregadas.

Na verdade, isto funcionará se a bateria tiver um tipo de curto-circuito interno causado por um pequeno dendrito, que é um pequeno pedaço de material conectando internamente os dois pólos da bateria. O que o “zapping” faz é queimar este dendrito, como se ele fosse um fusível, resolvendo o problema do curto circuito.

Mas o problema pode voltar, porque não apenas outros dendritos podem ser formados, mas também o material que foi vaporizado está agora dentro da bateria, que pode agir como um resistor, fazendo com que a bateria armazene menos carga do que armazenaria quando estava boa.

No entanto, fazer um “zapping” na bateria se o problema não é um curto-circuito interno pode danificá-la ainda mais. Como mencionamos, se você deixar sua bateria de NiCd descarregar completamente ela pode se danificar – ou seja, ficar completamente descarregada para sempre – e o problema aqui não será nenhum dendrito dentro dela criando um curto-circuito interno.

Tenha me mente que esta técnica nada tem a ver com o “efeito memória”. Algumas pessoas afirmam que resolvem o problema do “efeito memória” de uma bateria se fizer isto, mas na verdade o problema da bateria era outro (curto-circuito interno).

Resumo

Originalmente em http://www.clubedohardware.com.br/artigos/A-Verdade-Sobre-as-Baterias-NiCd/1207

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