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Gráfico de tensão da célula LiFePO4: guia abrangente (3,2 V 12 V 24 V 36 V 48 V 72 V)

1.303 Publicado por BSLBATT 09 de agosto de 2024

A bateria de fosfato de ferro-lítio (LiFePO4) (abreviadamente LFP) usa fosfato de ferro-lítio como material de eletrodo positivo, eletrodo de carbono de grafite e metal como eletrodo negativo. Devido ao seu baixo custo, alta densidade de energia, longo ciclo de vida, segurança e estabilidade, é amplamente utilizado em veículos elétricos, carrinhos de golfe, empilhadeiras, RVs, máquinas de piso, elevadores de tesoura, plataformas aéreas de trabalho, marinha, manuseio de aeroportos, armazenamento doméstico e armazenamento de energia industrial e comercial.

Use um voltímetro LiFePO4 para monitorar o desempenho, a integridade e as condições de carga e descarga de sua bateria LiFePO4. Isto irá garantir uma utilização ideal e prolongar significativamente a vida útil da bateria.

BSL Lithium batteries Super Factory

Noções básicas de tensão da bateria LiFePO4

Para entender melhor a voltagem da bateria LiFepo4, ela e são algumas definições básicas.

Tensão Nominal – 3,25V é a tensão nominal da bateria. A tensão padrão é usada para monitorar a carga e descarga da bateria.

Tensão de armazenamento – 3,2V-3,4V Se a bateria não for usada por um longo período, ela deve ser armazenada nesta tensão ideal. A tensão de armazenamento reduz a perda de capacidade da bateria, garantindo assim que a bateria funcione corretamente.

Tensão totalmente carregada – Carregado em 3,65 V, que é a tensão máxima. Se a bateria for carregada acima deste nível, poderá causar danos irreparáveis.

Tensão de descarga – 2,5 V é a tensão mínima de descarga. Não é recomendado que os usuários descarreguem abaixo desta tensão. Se a bateria estiver descarregada além do seu limite, ela poderá ser danificada.

Descarga Profunda – Neste caso, a tensão está abaixo do nível recomendado. Após uma descarga profunda, a bateria LiFePO4 pode falhar completamente.

Voltímetro LiFePO4: 12V 24V 36V 48V 72V

SOC	1 célula (3,2 volts)	12 volts	24 volts	36 volts	48 volts	72 volts
100% de carregamento	3,65 V	14,6V	29,2V	43,8V	58,4V	87,6V
100% Descanso	3,4 V	13,6 V	27,2V	40,8 V	54,4 V	81,6 V
90%	3,35V	13,4 V	26,8 V	40,2V	53,6 V	80,2 V
80%	3,32V	13,28V	26,56V	39,84V	53,12V	79,68V
70%	3,3 V	13,2 V	26,4V	39,6V	52,8V	79,2V
60%	3,27V	13,08 V	26,16V	39,24 V	52,32V	78,48 V
50%	3,26V	13,04 V	26,08 V	39,12 V	52,16 V	78,24 V
40%	3,25 V	13V	26V	39V	52V	78V
30%	3,22V	12,88V	25,76 V	38,64V	51,52V	77,28V
20%	3,2V	12,8V	25,6V	38,4V	51,2V	76,8V
10%	3V	12V	24V	36 V	48V	72 V
0	2,5 V	10V	20V	30V	40V	60V

Medidor de tensão da bateria 3.2V LiFePO4

• Tensão nominal: 3,2V
• Tensão de carregamento: 3,65 V
• Tensão de corte de descarga: 2,5 V

lithium iron phosphate cells

SOC	1 célula (3,2 volts)
100% de carregamento	3,65V
100% Descanso	3,4 V
90%	3,35V
80%	3,32 V
70%	3,3V
60%	3,27V
50%	3,26V
40%	3,25V
30%	3,22V
20%	3,2V
10%	3V
0	2,5V

Gráfico de tensão da bateria LiFePO4 de 3,2 V

A voltagem de uma única célula LiFePO4 é geralmente de 3,2 volts. Quando totalmente carregado, a tensão é de 3,65 volts. Quando totalmente descarregado, a tensão é de 2,5 volts.

3.2V LiFePO4 Cell Voltage Chart

Medidor de tensão da bateria 12V LiFePO4

• Tensão nominal: 12,8 V
• Tensão de carregamento: 14,6 V
• Tensão de corte de descarga: 10V

12v é a voltagem ideal para bicicletas elétricas, motores de pesca , marinho baterias e plataforma de trabalho aéreo equipamentos e energia solar doméstica

SOC	12 volts
100% de carregamento	14,6V
100% Descanso	13,6V
90%	13,4 V
80%	13,28 V
70%	13,2V
60%	13,08V
50%	13,04V
40%	13V
30%	12,88V
20%	12,8V
10%	12V
0	10V

A bateria LiFePO4 de 12V é um excelente substituto para a bateria de chumbo-ácido de 12V e substituiu com sucesso as baterias de chumbo-ácido em diversas aplicações. Quando totalmente carregada, a tensão da bateria é de 14,6 V e cai para 10 V quando totalmente descarregada.

Tabela de tensão da bateria 12V LiFePO4

O gráfico abaixo ilustra a queda de tensão em tempo real à medida que a capacidade da bateria diminui.

12V LiFePO4 Cell Voltage Chart

Medidor de tensão da bateria 24V LiFePO4

• Tensão nominal: 25,6 V
• Tensão de carregamento: 29,2 V
• Tensão de corte de descarga: 20V

As baterias LiFePO4 de 24 V são perfeitas para uso com motores de pesca de barcos, elevadores de tesoura e elevadores de lança. Varredoras, máquinas de piso e Autocaravanas energia.
Você pode comprar um Bateria 24V LiFePO4 , ou você pode comprar duas baterias LiFePO4 de 12V idênticas em série.

SOC	24 volts
100% de carregamento	29,2V
100% Descanso	27,2V
90%	26,8V
80%	26,56V
70%	26,4V
60%	26,16V
50%	26,08 V
40%	26V
30%	25,76V
20%	25,6V
10%	24V
0	20V

Tabela de tensão da bateria 24V LiFePO4

24V LiFePO4 Cell Voltage Chart

Medidor de tensão da bateria 36V LiFePO4

• Tensão nominal: 38,4 V
• Tensão de carregamento: 43,8V
• Tensão de corte de descarga: 30V

Carrinhos de golfe, carros elétricos comunitários, UTV, ATV são muito adequados para baterias LiFePO4 de 36 volts

SOC	36 volts
100% de carregamento	43,8 V
100% Descanso	40,8 V
90%	40,2V
80%	39,84V
70%	39,6V
60%	39,24V
50%	39,12 V
40%	39V
30%	38,64 V
20%	38,4V
10%	36 V
0	30V

Tabela de tensão da bateria 36V LiFePO4

36V LiFePO4 Cell Voltage Chart

Medidor de tensão da bateria 48V LiFePO4

• Tensão nominal: 51,2 V
• Tensão de carregamento: 58,4 V
• Tensão de corte de descarga: 40V

48V é a melhor escolha para energia solar doméstica Parede de energia de 5 kWh , Parede de energia de 10 kWh , elétrico carrinhos de golfe , plataforma de trabalho aéreo equipamento

SOC	48 volts
100% de carregamento	58,4V
100% Descanso	54,4V
90%	53,6 V
80%	53,12 V
70%	52,8 V
60%	52,32V
50%	52,16 V
40%	52 V
30%	51,52 V
20%	51,2V
10%	48V
0	40V

Tabela de tensão da bateria 48V LiFePO4

48V LiFePO4 Cell Voltage Chart

Medidor de tensão da bateria 72V LiFePO4

• Tensão nominal: 76,8 V
• Tensão de carregamento: 87,6V
• Tensão de corte de descarga: 60V

Projetado para carrinhos de golfe 72V , carros elétricos, carros de turismo com mais de 6 lugares e motores de popa .

SOC	72 volts
100% de carregamento	87,6V
100% Descanso	81,6V
90%	80,2 V
80%	79,68V
70%	79,2 V
60%	78,48 V
50%	78,24V
40%	78V
30%	77,28V
20%	76,8V
10%	72 V
0	60V

Tabela de tensão da bateria 72V LiFePO4

LiFePO4 cell Voltage Chart

Qual é a relação entre o estado de carga (SOC) e a tensão de uma bateria LiFePO4?

O estado de carga (SOC) de uma bateria indica seu nível de carga em relação à sua capacidade. Em termos de SOC, 0% está esgotado ou descarregado e 100% está totalmente carregado.

DOD é outra medida relacionada ao SOC, calculada como 100 – SOC (100% está totalmente carregado, 0% está esgotado). Embora o SOC geralmente indique o estado atual de uma bateria quando em uso, o DOD geralmente indica a vida útil de uma bateria após repetidos ciclos de carga e descarga.

Quando uma bateria atinge um estado de carga baixo (aproximando-se de 0%), o sistema de gerenciamento de bateria (BMS) intervém para evitar descarga excessiva. Da mesma forma, quando uma bateria se aproxima de um estado de carga alto (aproximando-se de 100%), o carregamento é retardado ou interrompido para proteger a bateria.

Exemplo: A capacidade de descarga de uma bateria de 100Ah é 30Ah. Como resultado, o SOC é de 30%. Depois de carregar a bateria para 100Ah e descarregá-la para 70Ah, restam 30Ah.

O gráfico a seguir mostra a correlação entre a tensão SOC e LiFePO4 para uma bateria de lítio:

SOC	1 célula (3,2 volts)
100% de carregamento	3,60V-3,65V
100% Descanso	3,50V-3,55V
90%	3,45V-3,50V
80%	3,40V-3,45V
70%	3,35V-3,40V
60%	3,30V-3,35V
50%	3,25V-3,30V
40%	3,20V-3,25V
30%	3,10V-3,20V
20%	2,90 V – 3,00 V
10%	2,90V-2,50V
0	2,5 V

Curva de Carregamento

Tensão: Geralmente acredita-se que quanto maior a tensão nominal de uma bateria, mais carregada ela estará. Uma bateria LiFePO4 de 3,2 V está totalmente carregada quando atinge 3,65 V.

Coulombmeter: Este dispositivo mede a corrente que entra e sai da bateria e quantifica a taxa na qual a bateria carrega e descarrega em amperes-segundos (As).

Gravidade Específica: É necessário um hidrômetro para medir o SOC. A flutuabilidade de um líquido pode ser usada para medir sua densidade.

State of charge Curve

Curva de descarga da bateria LiFePO4

Descarga refere-se ao processo de extração de energia elétrica de uma bateria para alimentar um dispositivo eletrônico. A curva de descarga de uma bateria geralmente representa a relação entre tensão e tempo de descarga. A figura abaixo mostra a curva de descarga de uma bateria LiFePO4 de 12 V em diferentes taxas de descarga.

12V LiFeP04 Discharge Current Curve

A profundidade de descarga é um dos fatores mais importantes para prolongar a vida útil da bateria. Resumindo, quanto mais vezes uma bateria LiFePO4 for carregada e descarregada, menor será sua vida útil.

A tabela a seguir mostra a corrente de descarga de diferentes baterias Ah em 7 minutos e 30 minutos.

Classificação Ah da bateria	Corrente de descarga máxima de 7 minutos	Corrente de descarga máxima de 30 minutos
5Ah	15 amperes	10 amperes
7Ah	21 amperes	14 amperes
8Ah	24 amperes	16 amperes
9Ah	27 amperes	18 amperes
10Ah	30 Amperes	20 amperes
12Ah	36 amperes	24 amperes
14Ah	42 Amperes	31 amperes
15Ah	45 Amperes	32 amperes
18Ah	54 Amperes	40 Amperes
22Ah	66 amperes	46 amperes
35Ah	105 Amperes	84 amperes

Parâmetros de carregamento da bateria LiFePO4

O desempenho, a integridade e a durabilidade da bateria são garantidos pelos parâmetros de carregamento recomendados. Durante o carregamento, cada usuário deve respeitar estes parâmetros. Certifique-se de que a bateria não esteja sobrecarregada ou subcarregada para garantir um armazenamento eficiente de energia e uma vida útil mais longa. Uma tabela de parâmetros de carregamento da bateria LiFePO4 pode ser encontrada abaixo.

Especificações	3,2V	12V	24V	36 V	48V	72 V
Tensão de carregamento	3,5-3,65 V	14,2-14,6V	28,4-29,2 V	42,6-43,8V	56,8-58,4V	83,6-87,6V
Tensão flutuante	3,2V	13,6V	27,2V	40,8 V	54,2V	81,6V
Tensão Máxima	3,65V	14,6V	29,2V	43,8V	58,4V	87,6 V
Tensão Mínima	2,5V	10V	20V	30V	40V	60V
Tensão Nominal	3,2V	12/12,8V	24/25,6V	36/38,4V	48V/51,2V	72/76,8V

Tensão constante da bateria LiFePO4, carga flutuante e tensão de equalização

As baterias LiFePO4 têm três estágios de tensão: volume, flutuação e equalização. Durante o estágio inicial, uma corrente constante é aplicada à bateria para carregá-la rapidamente até uma determinada tensão. Uma tensão de manutenção é aplicada à bateria no estágio Float. Como resultado, a eficiência e a vida útil da bateria são prolongadas. Ao garantir uma carga uniforme, o estágio Equalize equilibra as células.

Estágios de Tensão	3,2V	12V	24V	36 V	48V	72 V
Volume	3,65V	14,6V	29,2V	43,8V	58,4V	87,6V
Flutuador	3,375V	13,5V	27.V	40,5V	54V	81 V
Equalizar	3,65V	14,6V	29,2V	43,8V	58,4V	87,6V

Outros tipos de baterias e seus gráficos de tensão

Baterias de chumbo-ácido

As baterias de chumbo-ácido fornecem grande parte da energia necessária para dar partida em um motor. Embora baratos, têm uma densidade energética mais baixa e uma vida útil mais curta do que as tecnologias mais recentes, exigindo manutenção regular para garantir a longevidade.

Medidor de tensão de bateria de chumbo-ácido 6V

Capacidade	Bateria acidificada ao chumbo selada 6V	Bateria acidificada ao chumbo inundada 6V
100%	6,44V	6,32V
90%	6,39 V	6,26 V
80%	6,33 V	6,20V
70%	6,26V	6,15 V
60%	6,20V	6,09 V
50%	6,11V	6,03V
40%	6,05V	5,98V
30%	5,98V	5,94 V
20%	5,90 V	5,88 V
10%	5,85 V	5,82V
0%	5,81 V	5,79V

Bateria de íon de lítio

As baterias de íons de lítio ganharam imensa popularidade na eletrônica contemporânea devido à sua impressionante densidade de energia e características de leveza. Frequentemente encontradas em dispositivos portáteis e veículos elétricos, oferecem longevidade e desempenho superiores em comparação com baterias convencionais.

Com sua eficiência e capacidade de carregamento rápido, as baterias de íons de lítio costumam ser a opção preferida para uma ampla gama de aplicações.

Medidor de tensão da bateria de íon de lítio de 1 célula 12V 24V 48V

Capacidade (%)	1 célula	12 volts	24 volts	48 volts
100%	3h40	13.6	27.2	54,4
90%	3,35	13.4	26,8	53,6
80%	3.32	13.3	26,6	53.1
70%	15h30	13.2	26,4	52,8
60%	3.27	13.1	26.1	52,3
50%	3.26	13,0	26,0	52.2
40%	3,25	13,0	26,0	52,0
30%	3.22	12,9	25,8	52,5
20%	3.20	12,8	25,6	51.2
10%	3h00	12,0	24,0	48,0
0%	2,50	10,0	20,0	40,0

Bateria de ciclo profundo

As baterias de íons de lítio melhoram o desempenho em relação às baterias convencionais de chumbo-ácido em aplicações que exigem produção de energia estável, como sistemas de energia renovável e veículos recreativos.

Ao contrário das tradicionais baterias de chumbo-ácido inundadas (FLA), as modernas tecnologias de chumbo-ácido reguladas por válvula (VRLA), incluindo baterias AGM e Gel, oferecem uma maior profundidade de descarga. Geralmente, essas opções mais recentes têm um ciclo de vida mais longo e exigem menos manutenção em comparação com as baterias FLA.

Medidor de tensão da bateria de ciclo profundo 12V 24V 48V

Capacidade	12V	24V	48V
100% (carregamento)	13,00V	26,00V	52,00 V
99%	12,80V	25,75 V	51,45V
90%	12,75 V	25,55V	51,10 V
80%	12,50V	25,00V	50,00 V
70%	12,30V	24,60V	49,20V
60%	12,15V	24,30V	48,60 V
50%	12,05V	24,10V	48,20V
40%	11,95V	23,90V	47,80 V
30%	11,81V	23,62V	47,24V
20%	11,66V	23,32 V	46,64V
10%	11,51 V	23,02 V	46,04V
0%	10,50 V	21,00V	42,00 V

Assembleia Geral Anual

As baterias AGM (Absorbent Glass Mat) são um tipo de bateria de chumbo-ácido reconhecida por sua confiabilidade e longevidade. Exigem muito pouca manutenção e funcionam bem em temperaturas extremas, superando as tradicionais baterias de chumbo-ácido nestas condições. Devido ao seu desempenho confiável e vida útil prolongada, as baterias AGM são frequentemente utilizadas em sistemas de energia de reserva e aplicações fora da rede.

Medidor de tensão da bateria 12V 24V 48V AGM

Capacidade	12V	24V	48V
100% (carregamento)	13,0 V	26,00V	52,00 V
100% (descanso)	12,85 V	25,85V	51,70V
99%	12,80V	25,75V	51,45 V
90%	12,75 V	25,55 V	51,10 V
80%	12,50V	25,00V	50,00V
70%	12,30V	24,60V	49,20V
60%	12,15V	24,30V	48,60V
50%	12,05V	24,10V	48,20V
40%	11,95V	23,90V	47,80 V
30%	11,81 V	23,62V	47,24V
20%	11,66V	23,32V	46,64V
10%	11,51V	23,02 V	46,04V
0%	10,50V	21,00V	42,00V

Como verificar a capacidade da bateria LiFePO4

A melhor maneira de garantir o desempenho a longo prazo do seu Bateria LiFePO4 é verificá-lo e monitorá-lo regularmente. As baterias LiFePO4 podem ser medidas com precisão usando os seguintes métodos.

· Usando um Multímetro –

Os multímetros fornecem leituras precisas de tensão e medições de capacidade da bateria.

· Bateria Monitor-

A capacidade da bateria pode ser determinada com este método confiável de teste de bateria. Além de avaliar a integridade, capacidade, tensão e energia de descarga da bateria, o monitor da bateria prevê sua vida útil.

· Carga Solar Controlador-

A capacidade da bateria LiFePO4 é verificada por controladores de carga solar. Os sistemas de energia solar podem se beneficiar deste método.

· Aplicativo Monitoramento-

As baterias LiFePO4 podem ser monitoradas e controladas remotamente com algumas baterias. Os aplicativos para smartphone permitem monitorar o desempenho, a tensão e outros recursos.

A fórmula para calcular a capacidade da bateria é: Capacidade = Corrente de descarga (A) x Tempo de descarga (horas).

Visualização da estrutura e princípio de funcionamento da bateria LiFePO4

Estrutura

À esquerda, LiFePO4 é o eletrodo positivo, conectado ao eletrodo positivo da bateria por uma folha de alumínio. No meio, o separador de polímero permite a passagem de íons de lítio (Li+) enquanto bloqueia os elétrons (e-). O cobre conecta o eletrodo negativo da bateria ao eletrodo negativo de carbono (grafite) à direita.

Visualization of energy structure and working principle of lithium iron phosphate battery-BSLBATT

Como funciona o LiFePO4

Processo de carregamento:

Quando o LiFePO4 é oxidado, íons de lítio (Li+) e elétrons (e-) são liberados.

Um eletrodo negativo recebe íons de lítio (Li+) passando pelo eletrólito e pelo separador.

O eletrodo negativo de um eletrodo armazena íons de lítio (Li+) em carbono (grafite).

Processo de descarga:

Através do eletrólito e do separador, os íons de lítio (Li+) movem-se do eletrodo negativo para o eletrodo positivo.

Uma reação de redução ocorre entre os íons de lítio (Li+) e LiFePO4 no eletrodo positivo, liberando elétrons (e-).

Um dispositivo de fonte de alimentação é alimentado pelos elétrons liberados (e-) fluindo através do circuito externo.

Os íons de lítio (Li+) e os elétrons (e-) na bateria continuam a circular durante a carga e a descarga.

Fatores que afetam o ciclo de vida das baterias LiFePO4

Relationship Between Temperature and Battery Cycle Numbers LiFePO4 cell Voltage Chart

Tabela de profundidade de descarga e ciclo de vida de 12v LiFePO4

Tensão	Capacidade	Ciclos de Carga	Vida útil (acima de 80% da capacidade original)
(V)	(Ah%)	(Se carregado e descarregado em cada uma dessas tensões todos os dias)	(Cobrado uma vez por dia)
14,4 V	100%	3200 ciclos	9 anos
13,6 V	100%	3200 ciclos	9 anos
13,4V	99%	3200 ciclos	9 anos
13,3 V	90%	4500 ciclos	12,5 anos
13,2V	70%	8.000 ciclos	20 anos
13,1V	40%	8.000 ciclos	20 anos
13,0V	30%	8.000 ciclos	20 anos
12,9V	20%	8.000 ciclos	20 anos
12,8V	17%	6.000 ciclos	16,5 anos
12,5V	14%	4500 ciclos	12,5 anos
12,0V	9%	4500 ciclos	12,5 anos
10,0V	0%	3200 ciclos	9 anos

· Carregando e descarregando

É importante não sobrecarregar ou descarregar excessivamente a bateria. Conectar e desconectar o carregador na hora certa é essencial. A vida útil da bateria será afetada pela sobrecarga e descarga excessiva.

· Profundidade de Descarga

A fim de prolongar cientificamente a vida útil das baterias de fosfato de ferro-lítio, as descargas profundas devem ser evitadas tanto quanto possível.

· Ambiente de Trabalho

Para evitar afetar a atividade da bateria LiFePO4, não use a bateria em um ambiente com temperatura alta ou baixa. Uma bateria LiFePO4 aquecida é a melhor escolha se a bateria for usada em uma temperatura mais baixa.

A descarga excessiva de qualquer bateria LiFePO4 pode causar danos irreversíveis e reduzir sua vida útil. Para otimizar a longevidade, é aconselhável manter a profundidade de descarga abaixo de 80%.

Como aumentar a vida útil da bateria LiFePO4?

Conclusão

Esses gráficos de tensão LiFePO4 fornecem uma visão geral abrangente das características de tensão das baterias LiFePO4, bem como sua capacidade, ciclo de carga e expectativa de vida. Para otimizar o desempenho e a vida útil das baterias LiFePO4, os usuários podem consultar este gráfico.

Usando esses gráficos de tensão, os usuários podem tomar decisões informadas sobre níveis de tensão, ciclos de carga e expectativa de vida, garantindo desempenho ideal e longevidade das baterias LiFePO4.

Perguntas frequentes

Como saber se minha bateria LiFePO4 está falhando？

Claro, uma bateria não dura para sempre. Deve durar mais de uma década. Se você notar algum dos seguintes sinais, sua bateria pode estar falhando.

· O carregamento demora muito

· A bateria não carrega

· Inchaço da bateria

· Quando a bateria está totalmente carregada, mas o dispositivo desliga

Qual é a tensão de carregamento do LiFePO4?

Uma única célula de bateria LiFePO4 tem uma tensão nominal de 3,2 V, com uma faixa de tensão de carga de 3,50–3,65 V. É essencial manter a tensão de carga abaixo de 3,65 V, pois as células de lítio são altamente sensíveis a sobretensões e sobrecorrentes.

Qual é o dano mínimo de tensão para LiFePO4?

O limite mínimo de tensão para baterias LiFePO4 de 12V é de aproximadamente 10V. Se a bateria for descarregada abaixo desta tensão mínima, é provável que sofra danos permanentes. Portanto, é crucial monitorar o gráfico de tensão da bateria LiFePO4 e garantir que você carregue suas baterias com segurança.