Neste trabalho foram estudadas as series de ligas La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co(0,5-x)NbxNi3,8 (x =0 a 0,5) e La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Nb(0,5-x)Ni(3,8-x) (x =0,3; 0,5 e 1,3), como eletrodo negativo de baterias de Níquel Hidreto Metálico. A pulverização das ligas foi realizada com duas pressões de H2 (2 bar e 9 bar). A capacidade de descarga das baterias de níquel hidreto metálico foi analisada pelo equipamento de testes elétricos Arbin BT-4. As ligas, no estado bruto de fusão, foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de raios-X. Com o aumento da concentração de nióbio nas ligas nota-se a diminuição da estabilidade cíclica das baterias e da capacidade máxima de descarga. A capacidade de descarga máxima obtida foi para a liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 (45,36 mAh) e a bateria que apresentou a melhor performance foi a liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,4Nb0,1Ni3,8 (44,94 mAh). / In this work were studied La.7Mg0.3Al0.3Mn0,4Co(0.5-x)NbxNi3.8 (x= 0 - 0.5) and La0,7Mg0,3Al0,3Mn0.4Nb(05+x)Co0,5Ni(3.8-x). (x=0.3; 0.5;1.3) alloys for negative electrodes of the Nickel-Metal Hydride batteries. The hydrogenation of the alloys was performed varying pressing of H2 (2 and 9 bar). The discharge capacity of the nickel-metal hydride batteries were analyzed in the Arbin BT-4 electrical test equipment. The as-cast alloys were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDX) and X-Ray diffraction. The increasing Niobium addition in the alloys decreased cycle life and the maximum discharge capacity of the batteries. The maximum discharge capacity was obtained with the La.7Mg0.3Al0.3Mn0,4Co0.5Ni3.8 (45.36 mAh) and the battery which presented the best performance was La.7Mg0.3Al0.3Mn0.4Co0.5Nb0.1Ni3.8 (44.94 mAh).

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T20:24:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 233941.pdf: 3981296 bytes, checksum: 49aceaf6ff8489e06d1794df73338957 (MD5) / Este trabalho apresenta o projeto de um sistema de interligação entre módulos geradores de energia utilizando células a combustível (CaCs) e um estágio acumulador de energia formado por um banco de baterias. Alimentadas com hidrogênio, as CaCs operam de forma limpa e sem emissão de poluentes, representando uma tecnologia promissora. Inicialmente é mostrado um estudo de CaCs e de baterias com princípio de funcionamento, características elétricas e modelos utilizados para cada um desses elementos. Após isso, é apresentada a análise de um conversor proposto para essa aplicação, o conversor CC-CC do tipo Boost. O projeto desse conversor leva em conta aspectos de CaCs e de baterias. Além disso, fazem parte deste trabalho a modelagem do conversor considerando parâmetros da CaC e validação através de simulação. Por fim, são apresentados resultados de simulação do sistema completo e em seguida os resultados dos ensaios de laboratório obtidos com a implementação prática de um protótipo. This work presents a design of an interconnection system between energy generator modules using fuel cells (FCs) and an energy storage stage formed by a battery bank. FCs, which are supplied by hydrogen, present clean operation without pollutant emissons, representing a promising technology. First, a study of FCs and batteries is shown with operating principles, electrical characteristics and models used for each one of these elements. Second, the analysis of the proposed converter for this application, the Boost DC-DC converter, is presented. The design of this converter takes into account aspects of FCs and batteries. In addition, converter modelling considering parameters of the FC and validation using simulation are also a part of this work. Finally, simulation results of the complete system are presented, followed by laboratory test results obtained by a practical implementation of a prototype.

AMARAL, I. R. do. Propriedades estruturais e vibracionais de carbonatos fosfatos isoestruturados (Sidorenkitas). 2017. 52 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, 2017. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-03-29T20:24:48Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_irdamaral.pdf: 6259964 bytes, checksum: 0e667c83a48d9fe9fb28bd5fdfcb9ba7 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-03-29T20:26:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_irdamaral.pdf: 6259964 bytes, checksum: 0e667c83a48d9fe9fb28bd5fdfcb9ba7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-29T20:26:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_irdamaral.pdf: 6259964 bytes, checksum: 0e667c83a48d9fe9fb28bd5fdfcb9ba7 (MD5) Previous issue date: 2017 / Sidorenkite type isostructured carbonophosphates are the state-of-the-art cathode materials for modern Sodium-ion batteries. The layered structure with monoclinic symmetry offer a unique opportunity to exploit periodic sites in their structures to make possible the insertion and extraction of sodium ions at the cathode, which are the main source of the battery´s electromotive force. Making use of one of the most abundant element in the earth's crust, these devices are a great promise to replace the already widespread lithium-ion battery. However, the ideal cathode that produces the best performance, regarding high energy density and chemical stability is still being developed. Raman spectroscopy remains as one of the best method to characterize the properties of these compounds, having the great advantage of being highly sensitive to short-range environment of oxygen coordination around the transition metals, phosphorus and carbon atoms. Here, Raman spectroscopic analysis of a set of Na3MCO3PO4 (M = Mn, Fe, Co e Ni) carbonophosphates, obtained by hydrothermal synthesis in microwave at 210 ° C for 30 minutes was, performed. The insertion success of various metals in MO6 octahedra, with diferent ionic radii, produces a unit cell volume change in the crystal lattice, thus modifying the equilibrium distance of the whole structure interatomic bonds, leading to substantial shifting in the normal modes wavenumbers. Raman spectroscopy proved, therefore, to produce essential information for a reliable characterization of carbonophosphates, evidencing structural and chemical properties essential for developing an efficient and comercially viable material for these novel sodium batteries. / Carbonatos fosfatos isoestruturados do tipo sidorenkitas são materiais com alto potencial de aplicação em cátodos dos mais modernos tipos de baterias de sódio. Sua estrutura lamelar permite a inserção e extração dos íons de sódio, que são a principal fonte de força eletromotriz da bateria. Utilizando um elemento muito mais abundante na crosta terrestre, esses dispositivos são a grande promessa para substituição da, já bastante difundida, bateria de íons de lítio. Porém, o cátodo que contém as características ideais para produzir o melhor desempenho, propiciando alta densidade de energia e estabilidade química, ainda está em desenvolvimento. A espectroscopia Raman continua sendo o melhor método para caracterizar as propriedades destes compostos, pois contém a grande vantagem de ser altamente sensível ao ambiente molecular das ligações do oxigênio com os metais de transição, o fósforo e o carbono. Nesta linha, realizamos um estudo de espectroscopia Raman em um conjunto de carbonatos fosfatos do tipo Na3MCO3PO4 (M = Mn, Fe, Co e Ni), obtidos por síntese hidrotérmica em microondas a 210 °C por 30 minutos. O sucesso na inserção de variados metais no interior de octaedros MO6, com raios iônicos distintos, produz uma alteração no volume da célula unitária do arranjo cristalino, modificando a distância de equilíbrio das ligações atômicas, provocando uma alteração substancial no número de onda dos seus modos normais de vibração. Por isso, visto que informações essenciais das propriedades químicas e estruturais dos mais variados tipos de carbonatos fosfatos são reveladas pela técnica da espectroscopia Raman de forma confiável, sua utilização se torna indispensável para o desenvolvimento de métodos e o planejamento de um material eficiente e comercialmente viável para as inovadoras baterias de íons de sódio.

PACHECO, J. O. Conversor CA-CC Ćuk baseado na célula de comutação de três estados com correção de fator de potência aplicado em carregador de banco de baterias. 2014. 146 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-22T14:25:41Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_jopacheco.pdf: 4386424 bytes, checksum: 287b12ba9b6585f48396e34972e8bb8f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-06-23T13:36:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_jopacheco.pdf: 4386424 bytes, checksum: 287b12ba9b6585f48396e34972e8bb8f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-23T13:36:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_jopacheco.pdf: 4386424 bytes, checksum: 287b12ba9b6585f48396e34972e8bb8f (MD5) Previous issue date: 2014-01-30 / This work presents the study and implementation of an ac-dc Ćuk converter based on the three state switching cells applied in charger stations for electric vehicles. This converter has, as main characteristics, reduction of conducting power losses in the semiconductors, a single stage topology and current source behavior for both input and output terminals. As drawbacks, the topology presents: the voltage across the semiconductors is equal to the sum of the input and the output voltages, and a difference between the current values through the semiconductors caused by an inappropriate layout of the power prototypes or by a lack of symmetry between the control signals. The analysis of the converter is made through the qualitative and quantitative studies, beyond the analysis of the semiconductor losses which are presented as well. The current and voltage of the battery are controlled by the average current mode technique, which consist in a fast current control loop if compared with the terminals battery voltage control loop. The topology is design for 1 kW output power, 220 V in input voltage and 162 V in the output terminals (12 batteries in series connection). Experimental results for resistive load, as well batteries, are shown in order to verify the functionalities of the topology and its characteristics / Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um conversor ca-cc Ćuk baseado na célula de comutação três estados para aplicação em carregadores de baterias para veículos elétricos. As principais características deste conversor são: a redução das perdas por condução nos interruptores controlados, um único estágio de processamento de potência e característica de fonte de corrente na entrada e na saída. Como inconvenientes a topologia apresenta: a tensão sobre os semicondutores igual à soma das tensões de entrada e saída e o desequilíbrio de corrente através dos componentes quando há assimetria no layout da placa de potência ou nos sinais de comando dos interruptores. Um estudo teórico é realizado através das análises qualitativa e quantitativa, além das análises do processo de comutação e das perdas nos componentes do conversor. Para controlar o fluxo de potência da rede elétrica para as baterias é utilizada a estratégia de controle modo corrente média, sendo que, a mesma apresenta uma malha de corrente rápida que monitora a corrente de entrada e uma malha de tensão lenta que supervisiona a tensão sobre os terminais da bateria. Neste trabalho é realizado o projeto do carregador de baterias para aplicação em veículos elétricos com 1 kW de potência, tensão de entrada eficaz de 220 V e tensão de saída de 162 V, correspondente a 12 baterias conectadas em série. Um protótipo com as especificações indicadas foi construído e testado experimentalmente em laboratório e os resultados de simulação e experimentais obtidos são utilizados para validar a análise teórica e o projeto realizado. Foram realizados testes com carga puramente resistiva e em seguida com um banco de baterias, que comprovaram o funcionamento da topologia

PRAÇA, P. P. Conversores de alto ganho de tensão e estágio único aplicados à sistemas de energias renováveis com baterias. 2011. 168 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-01-12T19:06:57Z No. of bitstreams: 1 2011_tese_pppraça.pdf: 6929568 bytes, checksum: a16e492a850af5f6dc527371d2bfc33e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-01-12T19:10:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_tese_pppraça.pdf: 6929568 bytes, checksum: a16e492a850af5f6dc527371d2bfc33e (MD5) / Made available in DSpace on 2012-01-12T19:10:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_tese_pppraça.pdf: 6929568 bytes, checksum: a16e492a850af5f6dc527371d2bfc33e (MD5) Previous issue date: 2011-08 / Taking into account the great technological development on renewable energy systems and their applications on power electronics, this work presents a new concept of converters applied to renewable systems and batteries charging with a reduced number of energy processing stages. This work approaches three different high voltage gain converters topologies with only one processing stage, and with bidirectional capability, with batteries, and with photovoltaic panels. The operation of these converters allow that the inputs (PVpanels or batteries), work independently or simultaneously, in order to compose a single DC bus. Also, proposed topologies present natural soft-switching operation. At last, the three prototypes were developed to work with a nominal power of 500W, validating the operation principle of the proposed system, featuring high efficiency, high voltage gain, and good voltage regulation on the DC bus. / Este trabalho tem por objetivo apresentar um novo conceito para a concepção de conversores para aplicações em energias renováveis e carregamento de baterias com um número reduzido de estágios de processamento. São desenvolvidas três topologias diferentes de conversores de alto ganho de tensão com um único estágio de processamento e capaz de operar tanto com um banco de baterias como com painéis fotovoltaicos. A operação destes conversores permite que as fontes de entradas (painéis ou baterias) operem de forma natural, independentemente ou complementarmente, compondo um barramento CC e apresentando a comutação suave dos interruptores. Por fim, foram desenvolvidos três protótipos para uma potência de 500 W que validam o princípio de funcionamento dos sistemas propostos apresentando alto rendimento, alto ganho de tensão e boa regulação do barramento CC em todos os modos de operação.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-04-15T13:17:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338181.pdf: 9154568 bytes, checksum: 8efc1519921a96ab60c2f6e33091b1f9 (MD5) Previous issue date: 2015 / Esta tese apresenta um modelo matemático para o problema de Gerenciamento Energético (GE) de uma Microrrede (MG) por meio de um modelo matemático de Programação Linear Inteira Mista. No problema do GE, o objetivo é determinar uma política de operação que minimiza, ao longo de um horizonte de planejamento, o custo de operação, sujeito às restrições técnicas e econômicas. Propõe-se um modelo detalhado para a microturbina (MT) e Célula a Combustível (CC), nas quais as restrições associadas a fatores como a rampas de partida e desligamento, mínimo tempo de operação ou inatividade, limites de geração, e várias peculiaridades que não foram devidamente considerados na literatura são estudadas. Outra importante contribuição desta tese é a modelagem de um sistema de armazenamento de energia específico para o problema GE da MG, a bateria de íons de lítio, comparando-se as várias modelagens encontradas na literatura. O modelo proposto também considera uma representação detalhada das demandas críticas, deslocáveis e com possibilidade de descontinuação, juntamente com um novo conceito de demanda difusas, que são aspectos importantes no conceito de MG. Para analisar a modelagem proposta, uma MG é utilizada juntamente com uma MT, uma CC, uma bateria, geradores eólicos e fotovoltaicos, demandas críticas e controláveis, com a opção de operar conectada ou ilhada à rede principal. Os casos de estudo são separados em três grandes grupos para se verificar as peculiaridades do GE da MG, a modelagem de cada Recurso Energético Distribuído (RED) e a modelagem da demanda controlável. Os resultados indicam que o modelo é adequado para o GE da MG.<br> / Abstract : This thesis presents a mathematical model for the Energy Management (EM) problem of a Microgrid (MG) by means of a Mixed Integer Linear Programming (MILP) approach. In the EM problem, the objective is to determine a generation and a controllable load demand schedule that minimizes, over a planning horizon, the operation cost subject to economical and technical constraints. It is proposed a detail modelling for Microturbines (MTs) and Fuel Cells (FCs), where the constraints associated with such factors as the ramps, minimum up and downtime, generation limits, and various peculiarities that have not been adequately considered in literature. Other important contribution of this thesis is the modelling of a specific energy storage system to the MG EM problem, the lithium-ion battery, comparing various approaches. The proposed model also considers a detailed representation of critical, reschedulable and curtailable loads, along with a new concept of diffuse loads, which could be important elements in the MG concept. To analyses the proposed modelling, a MG is used along with a MT, a FC, a battery, wind and photovoltaic generators, with the critical and controllable load demands, connected or island to the main grid. The study cases are divided into three big groups to verify the peculiarities of the MG EM, each Distributed Energy Resource (DER) and controllable load demand modelling. The results indicate that the model is adequate for the MG EM.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6440.pdf: 13562062 bytes, checksum: 63ddee486c9be2cd2baaae0f61496ced (MD5) Previous issue date: 2014-11-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / Lithium and manganese oxide in spinel phase (LiMn2O4) was obtained by microwave-assisted hydrothermal route starting from completely soluble reagents. For this, a mixture of potassium permanganate and lithium hydroxide monohydrate (Li/Mn = 1.2) aqueous solutions and acetone (acetone/Mn = 1.1) was treated in a microwave reactor (850 W) at 140 °C for different times (10 s - 30 min) and under constant magnetic stirring. The obtained materials were characterized by X-ray diffraction, scanning and transmission electron microscopy, X-ray dispersive energy spectroscopy, electrons diffracton, inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy, cyclic voltammetry, thermogravimetry, structural refinement by Rietveld method and chronopotentiometry. The X-ray diffractogramm for the material synthesized in 5 min could be indexed to the JCPDS card number 35-0782 related to the LiMn2O4 in spinel phase, but the unwanted presence of K+ ions in its structure was verified. Thus, an ionic exchange step was included in the process, in which the newly-synthesized material was treated in an aqueous solution of lithium hydroxide in the same microwave reactor for different times (5 - 40 min) and under constant magnetic stirring. After 10 min, a material with low content of K+ ions and Li/Mn ratio = 0.52 was obtained, but it was electrochemically inactive. The material was submitted to a heat treatments in a conventional microwave oven for distinct times (1 - 5 min), having presented, after 4 min, the characteristic electrochemical profile of the spinel. The images obtained by scanning and transmission electron microscopy for this material showed the predominance of prismatic particles with nearly 10 - 25 nm. The results of charge and discharge tests showed that the specific capacity values are strongly dependent of the composite film thickness that composes the electrode. Thinner films presented a value of initial specific capacity of 100 ± 17 mA h g-1 with charge retention of 93% after 75 charge and discharge cycles at C/1 discharge rate. / O óxido de lítio e manganês na fase espinélio (LiMn2O4) foi obtido via rota hidrotermal assistida por micro-ondas a partir de reagentes completamente solúveis. Para tal, uma mistura das soluções aquosas de permanganato de potássio e hidróxido de lítio monoidratado (Li/Mn = 1,2) e acetona (acetona/Mn = 1,1) foi tratada em um reator de micro-ondas (850 W) a 140 oC por diferentes tempos (10 s 30 min) e sob constante agitação magnética. Os materiais obtidos foram caracterizados por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura e transmissão, energia dispersiva de raios X, difração de elétrons, espectroscopia de emissão atômica em plasma indutivamente acoplado, voltametria cíclica, termogravimetria, refinamento estrutural pelo método de Rietveld e cronopotenciometria. O difratograma de raios X do material sintetizado em 5 min pôde ser indexado à ficha cristalográfica JCPDS 35- 0782, referente ao LiMn2O4 na fase espinélio, porém verificou-se a presença indesejada de íons K+ em sua estrutura. Assim, inseriu-se no processo uma etapa de troca iônica, na qual o material recém-sintetizado foi tratado em solução aquosa de hidróxido de lítio no mesmo reator de micro-ondas a 140 oC por diferentes tempos (5 40 min) e sob constante agitação magnética. Após 10 min, foi obtido um material com baixo teor de íons K+ e com uma razão Li/Mn = 0,52, porém eletroquimicamente inativo. O material foi submetido a tratamentos térmicos em forno de micro-ondas convencional por distintos tempos (1 5 min), tendo apresentado, após 4 min, o perfil eletroquímico característico do espinélio. Nas imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura e transmissão para este material observa-se a predominância de partículas com morfologia prismática com cerca de 10 25 nm. Os resultados dos testes de carga e descarga demonstraram que os valores de capacidade específica são fortemente dependentes da espessura do filme compósito que compõe o eletrodo. Filmes menos espessos apresentaram um valor de capacidade específica inicial de 100 ± 17 mA h g-1 com retenção de carga de 93% após 75 ciclos de carga e descarga a uma taxa de descarga C/1.

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-30Bitstream added on 2015-03-03T12:06:32Z : No. of bitstreams: 1 000804515.pdf: 914354 bytes, checksum: fb3717df741f7c203bc2adac73a97417 (MD5) / Esta pesquisa tem por objetivo identificar e analisar como algumas empresas fabricantes de baterias automotivas, consideradas focais em suas cadeias de suprimentos, instaladas no Brasil, lidam com os fatores críticos de sucesso (FCS) à adoção das práticas de green supply chain management (GSCM), a fim de compreender as razões para a dificuldade de gerenciá-los. Três empresas, dentre as cinco principais e maiores empresas de manufatura deste setor, foram investigadas por meio da técnica de estudo de casos, com o uso da triangulação de dados: entrevistas com gestores das empresas, observações diretas no próprio local das atividades operacionais e obtenção de dados secundários. Esta pesquisa aponta os estágios de gerenciamento dos FCS à adoção das práticas de GSCM, como as empresas lidam com tais FCS, identifica como as variáveis dos FCS afetam e se relacionam com as práticas de GSCM, identifica os FCS que ainda não estão gerenciados efetivamente e os fatores que explicam esse status. Por fim, propõem-se guidelines de possíveis alternativas de como as empresas estudadas, ou outras do setor, podem lidar com os FCS à adoção das práticas de GSCM / This research aims to identify and analyze how some manufacturers of automotive batteries, considered focal in their supply chains, located in Brazil, deal with the critical success factors (CSFc) for the adoption of green supply chain management practices (GSCM) in order to understand the reasons for the difficulty of managing them. Three companies, among the top five largest and main manufacturing companies in this sector, were investigated by the techinque of case studies, using triangulation of data: interviews with company managers, direct observations on site from operating activities and obtainment secondary data. This research indicates the management stages of the CSFs to the adoption of GSCM practices, how the companies deal with such CSFs, identifies how variables affect the CSFs and relate to the practices of GSCM, identifies the CSFs that are not managed effectively and the factors that explain this status. Finally, it proposes guidelines for possible alternatives of how companies studied, or other industry of this sector, can deal the CSFs to the adoption of GSCM practices

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2016-09-21T12:35:50Z No. of bitstreams: 1 DissMT.pdf: 5951748 bytes, checksum: b00eff4326120f229b41763bb6e91034 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:09:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMT.pdf: 5951748 bytes, checksum: b00eff4326120f229b41763bb6e91034 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:09:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMT.pdf: 5951748 bytes, checksum: b00eff4326120f229b41763bb6e91034 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T18:09:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMT.pdf: 5951748 bytes, checksum: b00eff4326120f229b41763bb6e91034 (MD5) Previous issue date: 2015-08-12 / Outra / Different types of carbon has been studied globally as additives for negative active material of lead acid batteries aiming to improve the charge acceptance and the cycling endurance of the batteries when applied in PSoC (Partial State of Charge) condition of start stop application. This study focused in the carbon black and graphite available in the market. It has been developed a laboratory method to produce the negative plates and then cells of type “p/n/p” has been assembled for characterization of negative plates produced in the laboratory. In the first part of the study it was observed the physical effects caused by addition of different amounts of carbon in the lead oxide paste which compounds the negative plate of the battery. It has observed in the experiments that higher the amount of carbon added in the lead oxide, more amount of water needed to produce the lead oxide paste in the plastic region. In the second part of the study it was verified the influence of carbon black or graphite addition in the electrochemical performance of negative plates. The plates produced with addition of 0.2 % of carbon black, or 2.0 % of graphite presented the plate capacity in mA h g-1 in the Peukert’s representation very similar to the plates of serial production from market. In the case of the plates produced with addition of 0.2 % of graphite, the test resulted in lower capacity in mA h g-1 in Peukert’s representation, very close to the plates produced without carbon addition. In the charge and discharge endurance test in PSoC condition, the plates produced in the laboratory with addition of 0.2 % of carbon black or 2.0 % of graphite presented better potential stability measured in V/cycle if compared to the plates of serial production from market or even plates produced with addition of only 0.2 % of graphite. These data signs to estimation of higher number of cycles until the end of life of the negative plates produced with 0.2 % of carbon black or 2.0 % of graphite, showing the beneficial effects of carbons in the negative active material of lead acid battery. / Diferentes formas de carbono têm sido estudadas mundialmente como aditivos para material ativo negativo de baterias chumbo-ácido com o intuito de melhorar a eficiência de aceitação de carga e proporcionar maior durabilidade na bateria quando utilizada em condições de estado parcial de carga, inerentes da aplicação “start-stop”. O presente estudo foi focado em negros de fumo e grafites disponíveis no mercado. Foi desenvolvida uma metodologia no laboratório para a fabricação das placas negativas de óxido de chumbo, com adição de negro de fumo ou grafite e posterior montagem de células do tipo p/n/p para a caracterização das placas negativas em estudo. Na primeira parte do estudo foi verificado o efeito físico ocasionado pela adição de diferentes quantidades de carbono na pasta de óxido de chumbo que compõe a placa negativa da bateria chumbo ácido. Nos experimentos realizados, observou-se que maior a quantidade de carbono adicionado na massa negativa, maior a quantidade de água necessária para o processamento da pasta de óxido de chumbo na faixa plástica da pasta. Na segunda parte do estudo foi verificada a influência da adição de negro de fumo ou grafite no desempenho eletroquímico das placas negativas. As placas negativas fabricadas com adição de 0,2 % de negro de fumo, ou 2,0 % de grafite apresentaram comportamento de capacidade em mA h g-1 nas curvas de Peukert próximas a das placas negativas do mercado. As placas fabricadas com adição de 0,2 % de grafite resultaram em desempenho de capacidade em mA h g-1 menores nas curvas de Peukert, próximas a das placas sem adição de carbono. No ensaio de durabilidade em ciclos de carga e descarga na condição PSoC, foi observado que as placas negativas fabricadas com adição de 0,2 % de negro de fumo ou com 2,0 % de grafite apresentaram melhor estabilidade no potencial medido em V/ciclo se comparadas com placas de produção seriada do mercado ou com placas com somente 0,2 % de grafite. Os dados sinalizam uma estimativa de um maior número de ciclos de carga e descarga até o fim de vida das placas negativas com 0,2 % de negro de fumo ou 2,0 % de grafite, mostrando o efeito benéfico dos carbonos no material ativo negativo da bateria chumbo ácido.