Como aumentar a vida das baterias recarregáveis de lítio

 

COMO AUMENTAR A VIDA DAS BATERIAS DE LÍTIO-ÍON

 

 

Dicas de como aumentar a vida útil das baterias recarregáveis de Lítio

 

Neste artigo você vai descobrir o que causa o envelhecimento das baterias de lítio e o que você pode fazer para prolongar a vida útil de suas baterias.

Quando falamos em baterias de lítio, estamos nos referindo aos dois principais tipos atualmente disponíveis no mercado: as baterias de lítio-íon e as baterias de lítio polímero. 

As baterias de lítio-íon normalmente são cilíndricas e as de lítio polímero são retangulares e podem ser fabricadas sob medida para cada aparelho e justamente por isso o seu uso tem crescido consideravelmente nos últimos anos.

 

 

As baterias de lítio tem desempenho bem superior aos demais tipos de baterias recarregáveis, porém tem um custo mais elevado.

Baterias de lítio têm substituído com vantagem, aplicações que antes eram dominadas pelas baterias de chumbo-ácido, níquel cádmio e níquel metal hidreto.

Muitos satélites são alimentados por baterias de lítio-íon. Além disso, a maioria dos notebooks, celulares e tabletes possuem baterias de lítio-íon.

A tecnologia das baterias de lítio ainda não está totalmente madura e está ainda melhorando. Avanços notáveis têm sido feitos no aumento da vida util das baterias de lítio bem como no aumento de sua capacidade.


O que causa o envelhecimento do lítio-íon?

 

A bateria de lítio funciona baseada no movimento de ions entre os pólos positivo e negativo da bateria. 

Teoricamente esse mecanismo deveria durar para sempre, porém os ciclos de carga e descarga, elevadas temperaturas e idade fazem com que o desempenho da bateria diminua com o tempo.

Os fabricantes de baterias especificam usualmente uma vida util entre 300 e 500 ciclos de carga e descarga, porém esses numeros não são muito confiáveis já que o numero de ciclos que a bateria irá fornecer, depende:

 

- Do valor da corrente de carga da bateria;
- Do valor da corrente de descarga da bateria; 
- Da temperatura em que essa bateria é utilizada e armazenada. 
- Da voltagem de carga da bateria
 

Muitas baterias podem durar muito mais do que 300 ou 500 ciclos desde que usadas em condições ideais de corrente, tensão e temperatura.

A tabela abaixo ilustra a perda de capacidade de baterias de lítio-íon em função do número de ciclos. 

Nessa tabela nota-se que a capacidade da bateria após 250 ciclos fica em 75% da capacidade nominal.

 

Ciclos

Capacidade(%)

1

95

50

92

100

88

150

84

200

80

250

75

 

 

Nota-se também que a capacidade inicial não é 100%. 

Normalmente quando a bateria chega às mãos do usuário ela já tem algum tempo de vida e ao sair da fábrica ela já é submetida aos efeitos da temperatura ambiente o que provoca uma auto descarga, mesmo sem uso, o que diminui a capacidade da bateria. 

Alguns fabricantes também costumam colocar nos rótulos das baterias valores superiores ao real, já que poucos usuários têm condições de medir a capacidade das baterias compradas e reclamar se a capacidade for abaixo do especificado. Por isso é uma boa ideia sempre comprar baterias de fornecedores idôneos.

Da mesma maneira que um automóvel dura menos quando usado em velocidade excessiva ou com excesso de peso, a corrente de descarga de uma bateria determina o quanto a bateria vai durar.

  Quanto menor a corrente de carga/descarga da bateria, mais ela vai durar.

 

Se possível evite descarregar completamente a bateria e recarregue a bateria mais frequentemente entre os usos.

 

Numa bateria de lítio não há problema em descarregá-la parcialmente. Não há efeito memória e a bateria não precisa de descargas completas periódicas para prolongar sua vida.

A tabela abaixo mostra o numero de cargas e descargas que a bateria pode fornecer em função da corrente que é usada na descarga da bateria. 

Alguns fabricantes também costumam colocar nos rótulos das baterias valores superiores ao real, já que poucos usuários têm condições de medir a capacidade das baterias compradas e reclamar se a capacidade for abaixo do especificado. Por isso é uma boa ideia sempre comprar baterias de fornecedores idôneos.

Da mesma maneira que um automóvel dura menos quando usado em velocidade excessiva ou com excesso de peso, a corrente de descarga de uma bateria determina o quanto a bateria vai durar.

Quanto menor a corrente de carga/descarga da bateria, mais ela vai durar.

Se possível evite descarregar completamente a bateria e recarregue a bateria mais frequentemente entre os usos.

Numa bateria de lítio não há problema em descarregá-la parcialmente. Não há efeito memória e a bateria não precisa de descargas completas periódicas para prolongar sua vida.

A tabela abaixo mostra o numero de cargas e descargas que a bateria pode fornecer em função da corrente que é usada na descarga da bateria. 

 

Corrente de descarga - % da corrente nominal

Nº de ciclos de descarga

100%

300-500

50%

1200-1500

25%

2000-2500

10%

3750-4700

 


A bateria de lítio-íon tem o desempenho diminuído quando exposta ao calor ou quando carregada com tensão acima do especificado. Procurar manter a temperatura de uma bateria de lítio-íon abaixo de 30°C e carregá-la com uma tensão abaixo de 4,2V por célula irá prolongar a vida útil da bateria.

Expor uma bateria a alta temperatura irá reduzir sua vida útil. A tabela abaixo mostra a perda da capacidade em função da temperatura de armazenagem da bateria. A tabela mostra a capacidade estimada após 3 meses da bateria estocada com 40 e 100 % da carga.


 

Temperatura

Carga 40%

Carga 100%

0 ºC

98%

94%

25 ºC

96%

80%

40 ºC

85%

65%

60 ºC

75%

60%

 


As baterias de lítio normalmente são carregadas com 4,2V/célula. Cada redução na tensão de carga da bateria provoca um aumento na vida útil da bateria. A cada 0.1V/célula na redução da tensão de carga de uma bateria de lítio chega a dobrar o número de ciclos.

Por exemplo, uma bateria carregada com 4,2V/célula que dá 500 ciclos, se for carregada com 4,1V dará 1.000 ciclos.

Porém o preço de se reduzir a tensão de carga é que não se consegue carregar a bateria na sua capacidade máxima.

Em termos de longevidade a tensão ideal de carga de uma bateria de lítio seria 3,92V/célula. Valores abaixo desse não são recomendados, pois podem gerar outros problemas na bateria.

A tabela abaixo resume o numero de ciclos e a capacidade da bateria em função da tensão de carga.

 

Tensão de carga

Nº de ciclos de descarga

Capacidade da bateria depois de carregada

4,3V

150-250

114%

4,2V

300-500

100%

4,1V

600-1000

86%

4,0V

2000

72%

3,92

2400

58%

 


Telefones celulares, laptops, tabletes e câmeras digitais normalmente carregam a bateria de li-ion com 4.20V / célula. Isso permite que a capacidade máxima da bateria seja atingida. 

Algumas outras aplicações onde a longevidade da bateria é muito importante, como em satélites e veículos elétricos, utilizam-se tensões menores de carga para aumentar a vida útil da bateria.

 

 

Por razões de segurança não se recomenda carregar uma bateria de lítio com mais de 4,2V/célula. Baterias carregadas com 4,3V fornecem em média apenas 200 ciclos.



O que o usuário pode fazer para prolongar a vida das baterias?


- Armazenar as baterias em local fresco
- Evitar deixar a baterias exposta ao Sol ou dentro do carro fechado sob Sol
- Não use seus aparelhos com baterias em locais muito quentes.
- Evitar descarregar completamente as baterias
- Deixar as baterias carregando sempre que possível. Os carregadores modernos desligam automaticamente quando detectam que a bateria já está carregada.
- Manter as entradas de ar do seu aparelho desobstruídas
- Evite os chamados carregadores ultra rápidos que carregam a bateria em menos de uma hora. Lembre-se que quanto mais lenta a carga, mais a bateria irá durar. 
- Recarregar as baterias periodicamente.
 

Tensões de carga mais baixas prolongam a duração da bateria, porém raramente o usuário tem como reduzir a tensão de carga, já que o carregador fornecido pelo fabricante normalmente não permite este tipo de ajuste.