O que é uma bateria de lítio-ferro?
Baterias de lítio-ferro (LiFePO4 ou LFP) estão rapidamente se tornando a escolha preferida para várias aplicações devido ao seu design leve e alta densidade de energia. Normalmente, essas baterias consistem em múltiplas células LiFePO4 com placas de circuito integrado que protegem as células.
Cada célula consiste em um cátodo, ânodo, diafragma, eletrólito e dois coletores (positivo e negativo). O ânodo e o cátodo são responsáveis por armazenar lítio, enquanto o eletrólito facilita o movimento de íons de lítio carregados positivamente através do diafragma entre o ânodo e o cátodo. Esse movimento de carga cria uma voltagem que permite que a corrente flua do eletrodo positivo para sua aplicação e de volta para o eletrodo negativo.
Como cuidar das minhas baterias de lítio?
Baterias recarregáveis Li-Fe têm uma vida útil limitada e sua capacidade de armazenar energia diminui com o tempo. Uma vez que a capacidade da bateria é reduzida, ela não pode ser restaurada. Portanto, o cuidado e a manutenção adequados das baterias de lítio são essenciais.
As baterias LiFePO4 podem suportar até 2,000 ciclos de carga completa ou até 6,000 ciclos de carga parcial, dependendo do uso! Um ciclo de carga completa consiste em descarregar a bateria de um estado totalmente carregado para totalmente descarregado e, em seguida, totalmente carregado novamente. Períodos prolongados de baterias sem uso podem afetar sua vida útil ou até mesmo levar à falha.
Para manter a capacidade da bateria, é recomendado que todas as baterias de lítio e células de bateria não utilizadas passem por um ciclo de manutenção completo (carga até 100% do estado de carga (SoC), descarga até 100% da profundidade de descarga (DoD) e recarga até 50% do SoC) pelo menos uma vez a cada 6 a 12 meses. Verifique periodicamente as baterias e os conjuntos de baterias para garantir que sua tensão de circuito aberto (OCV) esteja suficientemente alta. Use a tabela abaixo para determinar a tensão mínima de armazenamento recomendada. Se a tensão cair abaixo desse valor durante uma verificação de manutenção, é recomendado que a bateria seja carregada até o topo da faixa de tensão especificada.
| Faixa de tensão (V) | Tipo de produto de fosfato de ferro e lítio |
|---|---|
| 3.3-3.4 | Baterias individuais |
| 13.2-13.6 | Pacote de bateria de 12 volts |
| 26.4-27.2 | Pacote de bateria de 24 volts |
| 52.8-54.4 | Bateria de 48 volts |
Ao verificar a voltagem de uma célula ou bateria a cada seis meses, verifique também a corrosão do terminal e a integridade do invólucro. Não use nenhuma célula ou bateria danificada.
As baterias LiFePO4 continuarão a se autodescarregar lentamente durante o armazenamento, independentemente de como você as mantém e armazena. Se sua bateria tiver capacidade Bluetooth, a taxa de autodescarga pode ser maior devido ao consumo de energia do módulo Bluetooth. Verificar regularmente o nível de carga da bateria ajudará a mantê-la em um estado saudável e garantirá que ela forneça mais energia para seus aplicativos.
Uma maneira fácil de verificar a saúde da sua bateria em casa é monitorar o tempo de execução dos seus aplicativos. Ao comprar uma nova bateria de lítio, observe o tempo de execução que ela fornece. Conforme a bateria envelhece, o tempo de execução inicial servirá como uma linha de base para comparação para ajudar você a avaliar a saúde da bateria. Os tempos de execução podem variar dependendo dos aplicativos e configurações que você usa.
Para obter informações mais detalhadas sobre a manutenção e a seleção da bateria de íon-lítio adequada, nosso Guia de Seleção de Baterias de Íons-Lítio pode ser útil.
Como carrego minha bateria LiFePO4?
Usar um carregador dedicado para baterias de íons de lítio é o melhor método de carregamento para garantir que o ciclo de carregamento seja concluído todas as vezes. Os carregadores Li-FePO4 da Cohen utilizam uma lógica de carregamento inteligente de 3 etapas para carregar com eficiência até mesmo baterias profundamente descarregadas.
Desempenho e duração da bateria
Um carregador de chumbo-ácido pode carregar uma bateria de lítio?
Há semelhanças significativas entre as curvas de carga de baterias de chumbo-ácido seladas (SLA) e de lítio. No entanto, deve-se ter cuidado ao usar carregadores SLA com baterias de lítio, pois eles podem danificar, subcarregar ou reduzir a capacidade das baterias de lítio ao longo do tempo. Para uma análise mais aprofundada, consulte nossa postagem no blog, “Posso carregar uma bateria de lítio com um carregador regular? , que fornece mais informações sobre o uso de carregadores SLA para baterias LiPo.
A tensão de circuito aberto (OCV) de uma bateria SLA de 12 V totalmente carregada é de aproximadamente 13.1 V, enquanto a OCV de uma bateria LiPo de 12 V é de aproximadamente 13.6 V. Danos só ocorrerão se a tensão de carga exceder significativamente a tensão totalmente carregada da bateria.
Para baterias SLA, a tensão de carga deve ser mantida abaixo de 14.7 V durante a fase de carga em massa e abaixo de 15 V para baterias de lítio. A carga flutuante é aplicável somente a baterias SLA, geralmente em torno de 13.8 V. Portanto, uma faixa de tensão de carga de 13.8 V a 14.7 V é suficiente para carregar com segurança ambos os tipos de baterias sem causar danos. Ao escolher um carregador, é vital garantir que sua tensão operacional esteja acima da faixa.
Qual taxa de carregamento prolonga a vida útil das baterias de lítio?
A escolha do carregador certo requer uma compreensão da taxa de carga em relação à capacidade da bateria. Baterias de lítio podem ser carregadas a uma taxa de até 1C (igual à sua capacidade), enquanto baterias de chumbo-ácido devem ser carregadas a uma taxa de menos de C/3 (um terço de sua capacidade). Por exemplo, uma taxa de carga de 10 amps se aplica a uma bateria de lítio de 10 amps, enquanto uma taxa de carga de 10 amps se aplica a uma bateria de chumbo-ácido de 10 amps.
Para prolongar a vida útil das baterias de íons de lítio e, ao mesmo tempo, atender à demanda por carregamento rápido, é recomendado que a taxa de carregamento das baterias de fosfato de ferro-lítio não seja menor que C/4 nem maior que C/2. Tomando baterias de 10 Ah como exemplo, a taxa de carregamento deve estar entre 2.5 A e 5.0 A, sendo 2.5 A a melhor escolha. Se você tiver que escolher entre um carregador de 2 A e um carregador de 5 A, o carregador de 2 A é preferível. Embora um carregador de 5 A leve cerca de 2 horas para carregar totalmente, ele pode encurtar a vida útil da bateria. Por outro lado, um carregador de 2 A leva cerca de 5 horas para carregar totalmente e maximiza a vida útil da bateria.
As correntes de corte de carga são normalmente de 2.5 a 5.0% da capacidade da bateria, ou seja, para as baterias descritas acima, a corrente de corte é de 0.25 a 0.50 A. Normalmente, o carregador determina a configuração de corte de corrente, portanto, não é necessário ajustá-la manualmente para garantir a vida útil ideal da bateria.
Carregadores universais geralmente têm um recurso que seleciona a química da bateria, o que é uma excelente maneira de estender a vida útil da bateria. Esse recurso ajusta automaticamente a faixa de voltagem ideal para carregamento e reconhece quando a bateria está totalmente carregada. Para baterias de lítio, o carregador desliga automaticamente, enquanto para baterias SLA, o carregador muda automaticamente para o modo de flutuação.
Armazenamento de longo prazo
Ao armazenar baterias por longos períodos de tempo, os diferentes requisitos de armazenamento das baterias SLA e de lítio devem ser considerados.
A química da bateria determina seu estado de carga (SoC) ideal para armazenamento; as baterias SLA devem ser mantidas o mais próximo possível de 100% SoC para evitar a sulfatação, que pode levar à formação de cristais de sulfato nas placas de chumbo, reduzindo, em última análise, a capacidade da bateria.
Em contraste, as baterias de lítio devem ser mantidas em aproximadamente 50% SoC. Esse nível ideal ajuda a manter a estabilidade da estrutura do terminal positivo e evita a perda permanente de capacidade devido à depleção de elétrons.
Para obter mais informações sobre práticas de manutenção e carregamento de baterias, visite os Recursos do TechHelix.
Consulte o Guia de Armazenamento de Baterias de Lítio para obter conselhos detalhados sobre armazenamento de lítio a longo prazo.
O segundo fator que afeta o armazenamento é a taxa de autodescarga. As baterias SLA têm uma alta taxa de autodescarga, então mantê-las em uma carga flutuante ou lenta é o melhor. Isso as mantém o mais próximo possível de 100% do estado de carga (SOC), evitando reações de sulfatação e perda permanente de capacidade. Em contraste, as baterias de íons de lítio têm uma taxa de descarga muito menor e não precisam ser mantidas em 100% SOC. Se não houver cargas parasitas, como módulos Bluetooth, apenas o carregamento mínimo de manutenção é necessário.
Como posso evitar a corrosão da bateria de íons de lítio?
Na Techhem, projetamos vários recursos para os terminais da bateria para ajudar você a evitar corrosão! No entanto, mesmo com manutenção cuidadosa, as baterias podem corroer com o tempo. Você pode minimizar a corrosão seguindo estas etapas:
Uma maneira fácil de minimizar os efeitos da corrosão é armazenar suas baterias em um ambiente fresco e seco. Além de reduzir a corrosão, armazenar baterias nessas condições estenderá sua vida útil e tempo de vida.
A melhor maneira de evitar a corrosão é selar os terminais com um protetor em spray vendido na maioria das lojas de peças automotivas.
Inspecione os terminais da sua bateria de lítio regularmente. Limpe os terminais com um pano macio e seco antes de usar se eles parecerem sujos. Isso evitará acúmulos sérios que serão difíceis de remover mais tarde.