Como Descarregar uma Bateria de Lítio-Ion

 

COMO DESCARREGAR UMA BATERIA DE LÍTIO-ÍON

 

 

 

Uma bateria de Li-Ion tipicamente descarrega até 3V por célula. Alguns modelos podem ser descarregados até 2,5V por célula.

Quanto mais baixa tensão de fim de descarga melhor, porém a maioria dos equipamentos é projetada para uma interrupção em 3V.

Deve-se tomar cuidado para não descarregar uma bateria de Li-Ion abaixo da tensão mínima especificada pelo fabricante.

Descarregar uma bateria à base de lítio abaixo de 2,5V pode interromper o circuito de proteção da bateria e isso pode causar sérios riscos de segurança ao equipamento onde as baterias estão sendo utilizadas.

 

Figura 1 - Curva típica de descarga da bateria Li-Ion

 

As primeiras baterias de Li-Ion eram consideradas frágeis e inadequadas para descargas elevadas. Isso mudou e hoje os sistemas baseados em lítio competem com vantagens com as robustas baterias de níquel e chumbo.

Dois tipos básicos de baterias de Li-Ion existem no mercado: as células de energia e as células de potência.

A célula de energia Li-Ion é feita para fornecer grandes capacidades (mAh), mas a corrente de descarga não é alta. Essas baterias são ideais para aplicações onde não se exigem correntes elevadas e é necessário alimentar a carga pelo maior tempo possível, como por exemplo, notebooks. Uma bateria deste tipo descarregada a 1C tem uma capacidade de 3.000mAh, porém se descarregada com uma corrente de 2C a capacidade se reduz a apenas 2.300mAh.

Já as células de potência tem capacidade baixa, mas podem ser descarregadas a taxas elevadas de corrente. Esta célula funciona bem para aplicações que requerem uma corrente de descarga pesada, como ferramentas elétricas. A célula de potência permite uma descarga contínua de 10C. Isso significa que uma célula de 18650 com capacidade nominal de 2.000mAh pode fornecer uma carga contínua de 20A por alguns minutos e a capacidade é minimamente reduzida.

O desempenho superior é conseguido em parte, reduzindo a resistência interna e otimizando a área de superfície dos materiais celulares ativos. A baixa resistência permite um alto fluxo de corrente com um aumento de temperatura mínimo.

Descarregando a bateria com a corrente de descarga máxima permitida, a célula de potência Li-Ion aquece a cerca de 50ºC. A temperatura é limitada a 60ºC.

Uma descarga muito profunda numa bateria Li-Ion pode conduzir a um curto-circuito parcial ou total. O mesmo ocorre se a célula é levada para polaridade negativa e é mantida nesse estado.

Por outro lado, equipamentos que interrompem a descarga da bateria antes da energia ser consumida são um problema.

Alguns dispositivos portáteis não são adequados para colher toda a energia armazenada dentro de uma bateria. Energia valiosa pode ser deixada para trás se o ponto de interrupção de tensão for ajustado muito alto. Dispositivos digitais estão exigindo muito da bateria. Cargas pulsadas momentâneas causam uma breve queda na tensão, o que pode empurrar a tensão para a região de interrupção.

Baterias com alta resistência interna são particularmente vulneráveis à interrupção prematura. Nesse caso, se a bateria é removida do equipamento e descarregada para um ponto de interrupção com um analisador de baterias, pode-se obter um nível alto de capacidade residual.

A maioria das baterias recarregáveis prefere uma descarga parcial ao invés de uma descarga completa. Descargas completas repetidas roubam a capacidade das baterias. A química de bateria que é a mais afetada por descarga profunda repetida é a de chumbo-ácido. Similar às baterias de chumbo-ácido, as baterias de Li-Ion preferem ser descarregadas superficialmente. Até 1000 ciclos podem ser alcançados se a bateria for parcialmente descarregada.

Além dos ciclos, o desempenho das baterias de Li-Ion também é afetado pelo envelhecimento. Perda de capacidade por envelhecimento é independente do uso. Contudo, em uso diário, existe a combinação de ambos.

Diferentes métodos de descarga, especialmente descargas por pulsos, também afetam a longevidade de alguns tipos de baterias. Enquanto as de NiCd e Li-Ion são robustas e mostram deterioração mínima quando descarregadas por pulsos, as de NiMh mostram um ciclo de vida reduzido quando alimentam cargas digitais.

As baterias de Li-Ion funcionam melhor a altas temperaturas.

Temperaturas elevadas temporariamente neutralizam a resistência interna da bateria, que é resultado do envelhecimento. A energia ganha tem uma vida curta porque a elevação de temperatura estimula o envelhecimento por um futuro aumento da resistência interna.