Corriente inversa admisible en la batería alcalina

¿Alguien sabe qué sucede con la batería alcalina si se bombea una pequeña corriente? Por ejemplo 0.5uA en una batería alcalina de 9V?

Quiero agregar una batería simple de 9V + rectificador como voltaje de respaldo a un circuito de 12v. La regulación de voltaje no es importante, y 9V sería aceptable. Para minimizar la caída de voltaje, necesito usar un Schottky, pero en polarización inversa, no son exactamente circuitos abiertos. Entonces, la pregunta es, ¿la corriente de "carga" involuntaria de 0.1uA es un problema para la vida útil de un alcalino estándar de 9V?

Tengo pensamientos sobre una solución de respaldo de batería más segura (es decir, con relés o batería recargable), pero es importante para mí mantener la solución lo más simple posible y con la máxima vida útil de la batería, y solo quiero saber los riesgos de bombear Una pequeña corriente de fuga en el alcalino.

Autodescarga de una alcalina de 9 V con un 20% menos que la vida útil de 5 años y capacidad de 500mAh se trata 2uA, así que no creo que <2uA es cualquier tipo de un posible problema. No hay carga neta teniendo lugar.

Por otro lado, los diodos Schottky pueden tener fugas muy altas a temperatura ambiente alta. La corriente de autodescarga también aumentará con la temperatura, pero probablemente no tan rápido. Por lo tanto, es posible que desee considerar las características a la temperatura ambiente máxima posible.

En cuanto a la lógica, veamos qué, si acaso, recomiendan los fabricantes.

Eveready (Energizer) tiene el siguiente descargo de responsabilidad general en su manual (presumiblemente para lidiar con el abuso, como tratar de recargar realmente las células alcalinas a alta corriente, causando calor, desprendimiento de gas, explosión, etc.):

Carga de baterías primarias: la carga de baterías primarias puede causar explosiones o fugas, lo que puede provocar lesiones corporales. SI EL ENERGIZADOR / TODAS LAS BATERÍAS PRIMARIAS ESTÁN SUJETAS A CUALQUIER FORMA DE RECARGA, TODAS LAS GARANTÍAS, EXPRESAS O IMPLÍCITAS, INCLUIDAS, PERO SIN LIMITACIÓN, LAS GARANTÍAS DE COMERCIABILIDAD Y APTITUD PARA UN PROPÓSITO EN PARTICULAR, SON NULAS Y ANULADAS.

Sin embargo, cuando entra en sus " Consideraciones de diseño y seguridad ", finalmente obtenemos un número real y sensato (énfasis agregado):

Los dispositivos con opciones de fuente de alimentación alternativa deben diseñarse para garantizar que las baterías estén aisladas del circuito de fuente de alimentación alternativa. Se debe evitar el uso de interruptores externos, activados por el cable de alimentación alternativo. Los cables de reemplazo "genéricos" disponibles comercialmente pueden no activar el interruptor de protección. Considere la protección redundante del diodo contra la carga involuntaria de la batería. La corriente de fuga máxima nunca debe exceder los 35 micro amperios .

Incluso teniendo en cuenta la variación entre tipos y fabricantes, parecería que <10uA es muy, muy seguro. Depende de usted determinar si se respeta algún límite sensible como ese.

El problema con las baterías es que pueden ocurrir todo tipo de reacciones químicas extrañas / desagradables cuando se maltratan. Esas reacciones pueden conducir a la fuga de sustancias corrosivas de las baterías. Todos hemos visto baterías que se han filtrado y el desorden que pueden causar.

A menos que un fabricante especifique cuánta corriente inversa (¡realmente cargando!) Está permitida, se recomienda no cargar la batería.

Pero ¿por qué no simplemente usar una batería que está diseñado para ser cargada. Hay celdas de 9 V NiMh que pueden realizar la función que necesita. Al usar una celda recargable, incluso puede agregar una resistencia en paralelo con el diodo Schottky para aumentar la corriente de carga a aproximadamente 1 mA más o menos. De esa manera, la batería NiMh se mantendrá cargada.

Si una batería NiMh 9V es demasiado cara para usted (las baratas no son de buena calidad, evítelas), entonces use un diodo de silicio (1N4148) en lugar del diodo Schottky ya que los diodos de silicio tienen corrientes de fuga mucho más bajas. Tanto más bajo que la corriente no puede ser un problema. Solo tendrá que vivir con la caída de voltaje adicional del diodo de silicio.

También hay circuitos de "diodo ideal" y módulos listos para usar con dichos circuitos (estos usan MOSFET para hacer la conmutación), pero no estoy seguro de si proporcionarán la corriente de fuga muy baja que necesitaría.

No se puede poner seguridad y alcalinidad en la misma oración. Las baterías alcalinas tienen fugas, a través de la válvula para detener la explosión cuando están a punto de tener fugas.

Para un buen alcalino, 0.1uA no es nada. Un buen alcalino recién agotado puede incluso recargarse a aproximadamente la mitad de su capacidad original. ¿Pero sabes si el alcalino está en buenas condiciones? He tenido fugas de baterías alcalinas de todos los principales fabricantes años antes de la fecha de caducidad, a veces en el embalaje sellado, a veces en dispositivos que luego se destruyeron debido a la celda alcalina filtrada.

Si el consumo de corriente de la batería es bajo y la batería necesita instalarse durante un tiempo prolongado (más de un mes), use cloruro de zinc de alta resistencia. Hoy en día no tienen fugas, causan daños mínimos si tienen fugas, son casi tan buenas como las alcalinas en mAH / precio. Sin embargo, compre fresco, ya que comienzan a deteriorarse después de la fabricación.

Aunque suena mal, si el precio es una preocupación, para el respaldo a corto plazo, uno puede considerar las baterías de plomo ácido. Los pequeños de 4V vienen a 250-300 mAH. Tolerarán un voltaje flotante para siempre. Pueden costar aproximadamente el mismo precio que un AA alcalino. Además, puede obtenerlos en cualquier mAH que necesite, y AH / price parece ser casi lineal para todos los tamaños.

NiMH tiene algunas limitaciones. Son caros, no pueden cargarse lentamente, existe el riesgo de inversión de polaridad cuando muchos de ellos están en serie.

Las baterías recargables, incluidas las baterías de RAM (manganeso alcalino recargable), están especialmente diseñadas para ayudar a reducir este riesgo. ÁRBITRO

Si limita el voltaje, la batería nunca puede alcanzar un voltaje excesivo, que es la causa principal de riesgo de falla de corriente constante. Por lo tanto, puede cargarlo con 100 mA para siempre, siempre y cuando el voltaje esté limitado a 9,0 V.

La razón por la que todos dicen NO CARGAR más de xx uA es porque el voltaje puede aumentar más allá del límite seguro de 1.525V por celda. Por lo tanto, si tiene una pinza de 9.0V, puede cargar cualquier potencia razonable en mA que desee. (<100mA <= 1 / 4W de ESR) Dije SEGURO pero puede reducir la esperanza de vida en algunos dependiendo de las fugas de calidad. entonces 100uA es inofensivo si el voltaje es limitado. Pero no le dicen esto al público para que puedan vender más baterías.

Anecdótico

Una vez había recargado Alk. Baterías de 9 V de forma segura con 10 mA durante largos períodos. Puede recuperar el 10% de la capacidad o mantener el flotador a 9 V de drenaje ocasional.

Para hacer esto, use un limitador de 9V con la serie R para ~ 3mA de 12V o 1k Ohms.

El limitador de 9V puede ser 3 LED blancos de 3 mm en serie con 33 ohmios (o 100 ohmios con LED de 5 mm) a través de la batería

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Consideración

Pero eso fue hace 40 años y nunca hice pruebas a largo plazo en todos los OEM de baterías.

Riesgo

-Las baterías alcalinas de bajo consumo pueden autodescargarse cuando se dejan solas, luego pierden H2, rompen el sello y luego pierden fuertes alcalinas de potasio que se secan en polvo blanco y se limpian con vinagre. La carga inversa puede acelerar esta fuga en baterías buenas como Energizer con una vida útil garantizada.

árbitro

Los alcalinos son bastante lineales 1.10 están muertos y 1.535 más o menos son nuevos / completos. y las células de 9V usan células 6S en serie.

Hmm

Sabemos que la capacidad Ah a menudo está vinculada a la masa de la batería.

Los energizantes son 50gm por celda de 9V a granel

Las celdas Sony de 9V son de 57 gms. (¿mejor?)