Corrente reversa permitida na bateria alcalina

Alguém sabe o que acontece com a bateria alcalina se uma pequena corrente é bombeada? Por exemplo, 0,5uA em uma bateria alcalina de 9V?

Quero adicionar uma simples bateria de 9V + retificador como tensão de backup a um circuito de 12v. A regulação da tensão não é importante e 9V seria aceitável. Para minimizar a queda de tensão, preciso usar um Schottky, mas em polarização reversa, eles não são exatamente circuitos abertos. Portanto, a questão é: 0.1uA corrente não intencional de "carregamento" é um problema para o prazo de validade de 9V alcalina padrão?

Penso em uma solução de backup de bateria mais segura (ou seja, com relés ou bateria recarregável), mas é importante manter a solução o mais simples possível e com o máximo de vida útil da bateria, e só quero saber os riscos de bombear uma pequena corrente de fuga no alcalino.

A autodescarga de uma alcalina de 9V com um prazo de validade de 20% em 5 anos e capacidade de 500mAh é de cerca de 2uA, então eu não acho que <2uA seja algum tipo de problema possível. Não há cobrança líquida.

Por outro lado, os diodos Schottky podem ter vazamentos muito altos em alta temperatura ambiente. A corrente de descarga automática também aumenta com a temperatura, mas provavelmente não é tão rápida. Portanto, você pode considerar as características na temperatura ambiente máxima possível.

Quanto à lógica, vamos ver o que os fabricantes recomendam.

O Eveready (Energizer) possui o seguinte aviso geral em seu manual (presumivelmente para lidar com abusos, como tentar realmente recarregar células alcalinas em alta corrente, causando calor, evolução de gás, explosão etc.):

Carregamento de baterias primárias: O carregamento de baterias primárias pode causar explosão ou vazamento, o que pode resultar em lesões corporais. SE O ENERGIZER / AS BATERIAS PRIMÁRIAS ESTIVEREM SUJEITAS A QUALQUER FORMA DE RECARREGAMENTO, TODAS AS GARANTIAS, EXPRESSAS OU IMPLÍCITAS, INCLUINDO MAS NÃO SE LIMITANDO À GARANTIA DE COMERCIALIZAÇÃO E ADEQUAÇÃO A UM PROPÓSITO ESPECÍFICO, SÃO NULOS.

No entanto, quando você analisa as " Considerações de design e segurança ", finalmente obtemos um número real e sensato (ênfase adicionada):

Dispositivos com opções de fonte de alimentação alternativas devem ser projetados para garantir que as baterias estejam isoladas do circuito de fonte de alimentação alternativa. O uso de comutadores externos, ativados pelo cabo de alimentação alternativo, deve ser evitado. Os cabos de substituição "genéricos" disponíveis no mercado podem não ativar a chave de proteção. Considere a proteção redundante do diodo contra o carregamento não intencional da bateria. A corrente máxima de vazamento nunca deve exceder 35 micro amperes .

Mesmo permitindo a variação entre tipos e fabricantes, parece que <10uA é muito, muito seguro. Cabe a você determinar se algum limite sensato como esse é respeitado.

O problema das baterias é que todos os tipos de reações químicas estranhas / desagradáveis ​​podem acontecer quando são maltratados. Essas reações podem levar a substâncias corrosivas vazando pelas baterias. Todos nós vimos baterias que vazaram e a bagunça que elas podem causar.

A menos que um fabricante especifique quanta corrente reversa (na verdade, cobrando!) É permitida, é aconselhável que você não carregue a bateria.

Mas por que não simplesmente usar uma bateria que está concebida para ser carregada. Existem células de 9 V NiMh que podem executar a função que você precisa. Ao usar uma célula recarregável, você pode até adicionar um resistor em paralelo ao diodo Schottky para aumentar a corrente de carga para cerca de 1 mA ou mais. Dessa forma, a bateria NiMh deve ser mantida em um estado carregado.

Se uma bateria de NiMh 9V for muito cara para você (as baratas não são de boa qualidade, evite-as), use um diodo de silício (1N4148) em vez do diodo Schottky, pois os diodos de silício têm correntes de fuga muito mais baixas. Tanto mais baixo que a corrente não pode ser problemática. Você apenas terá que conviver com a queda de tensão extra do diodo de silício.

Também existem circuitos de "diodo ideal" e módulos prontos com esses circuitos (eles usam MOSFETs para fazer a comutação), mas não tenho certeza se eles fornecerão a corrente de fuga muito baixa necessária.

Não é possível colocar segurança e alcalina na mesma frase. As baterias alcalinas vazam, através da válvula destinada a interromper a explosão quando estão prestes a vazar.

Para um bom alcalino, 0.1uA não é nada. Um bom alcalino acabado de esgotar pode até ser recarregado até cerca da metade da capacidade original. Mas você sabe se o alcalino está em boas condições? Eu tive baterias alcalinas de todos os principais fabricantes que vazam anos antes do prazo de validade, algumas vezes em embalagens seladas, outras em gadgets que foram destruídos devido à célula alcalina vazada.

Se o consumo atual da bateria estiver baixo e a bateria precisar ser instalada por um longo período (mais de um mês), use cloreto de zinco para serviços pesados. Hoje em dia eles não vazam, causam danos mínimos se vazarem, são quase tão bons quanto alcalinos em mAH / preço. Compre produtos frescos, pois eles começam a se deteriorar após a fabricação.

Embora pareça ruim, se o preço for uma preocupação, para backup de curto prazo, pode-se considerar baterias de chumbo-ácido. Os pequenos de 4V chegam a 250-300 mAH. Eles tolerarão uma voltagem flutuante para sempre. Eles podem custar aproximadamente o mesmo preço que um AA alcalino. Além disso, você pode obtê-los em qualquer mAH necessário, e o preço / preço parece quase linear para todos os tamanhos.

NiMH tem algumas limitações. Eles são caros, não podem ser carregados, o risco de inversão de polaridade quando muitos deles estão em série.

As baterias recarregáveis, incluindo as baterias RAM (manganês alcalino recarregável), foram especialmente projetadas para ajudar a reduzir esse risco. REF

Se você limitar a voltagem, a bateria nunca poderá atingir sobretensão, que é a principal causa de risco de falha de corrente constante. Então você pode carregá-lo com 100mA para sempre, desde que a tensão seja limitada em 9,0V.

A razão pela qual todos dizem NÃO CARREGAR mais do que xx uA é porque a tensão pode aumentar além do limite seguro de 1,525V por célula. Portanto, se você tiver um grampo de 9,0V, poderá carregar qualquer energia razoável em mA que desejar. (<100mA <= 1 / 4W da ESR) Eu disse SEGURO, mas pode reduzir a expectativa de vida em alguns, dependendo de vazamentos de qualidade. então 100uA é inofensivo se a tensão for limitada. Mas eles não dizem isso ao público para que possam vender mais baterias.

Anedótico

Certa vez, eu recarregara Alk. Baterias de 9V com segurança com 10mA por longos períodos. Você pode recuperar 10% da capacidade ou manter a flutuação a 9V devido a drenos ocasionais.

Para fazer isso, use um limitador de 9V com a série R para ~ 3mA de 12V ou 1k Ohms.

O limitador de 9V pode ser 3 LEDs brancos de 3 mm em série com 33 Ohms (ou 100 Ohms com LEDs de 5 mm) na bateria

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Embargo

Mas isso foi há 40 anos e eu nunca fiz testes de longo prazo em todos os OEMs de baterias.

Risco

As pilhas alcalinas baratas podem descarregar-se automaticamente quando deixadas sozinhas, vazar H2, quebrar o selo e vazar o potássio alcalino forte que seca em pó branco e limpo com vinagre. A carga reversa pode acelerar esse vazamento em boas baterias, como o Energizer, com prazo de validade garantido.

ref

Os alcalinos são bastante lineares 1.10 sendo mortos e 1.535 ou mais novos / completos. e células de 9V usam células 6S em série.

Hmm

Sabemos que a capacidade Ah geralmente está ligada à massa da bateria.

Os energizadores são 50gm por célula de 9V a granel

As células Sony 9V são de 57 gramas. (Melhor?)