Como prolongar a vida útil da bateria usando métodos de carregamento corretos?

As baterias de íon de lítio são consideradas muito melhores do que outras baterias químicas, mas iguais a quaisquer outras baterias. Eles não podem escapar do fato de que não podem ficar o dia todo alimentando gadgets ou dispositivos muito usados. Essas baterias exigirão recarga em algum momento, o que pode ser muito frustrante para os usuários. E mais se o carregador estiver faltando ou quebrado? Aqui iremos fornecer-lhe um guia sobre como carregar uma bateria de íon de lítio sem carregador.

Então não vamos fazer você esperar mais! Confira a lista de alternativas disponíveis para carregar uma bateria de íon de lítio.

Alternativas para carregar baterias de íon de lítio sem carregador

1. Aproveitando os dispositivos eletrônicos com portas USB

2. Carregar uma bateria de íon-lítio com um carregador de clipe

3. Usando vários dispositivos de carregamento que utilizam diferentes fontes de energia

Este é um dispositivo limitador de tensão que possui semelhanças com o sistema de chumbo-ácido. As diferenças com o íon de lítio residem em uma tensão mais alta por célula, tolerâncias de tensão mais restritas e ausência de carga lenta ou flutuante em carga total. Embora o ácido-chumbo ofereça alguma flexibilidade em termos de corte de tensão, os fabricantes de células de íon-lítio são muito rigorosos quanto à configuração correta porque o íon-lítio não pode aceitar sobrecarga. O chamado carregador milagroso que promete prolongar a vida útil da bateria e ganhar capacidade extra com pulsos e outros artifícios não existe. O íon-lítio é um sistema “limpo” e só absorve o que pode absorver.

A taxa de carga recomendada de uma Energy Cell está entre 0,5C e 1C; o tempo de carga completo é de cerca de 2–3 horas. Os fabricantes dessas células recomendam carregar a 0,8°C ou menos para prolongar a vida útil da bateria; no entanto, a maioria das células de energia pode suportar uma taxa C de carga mais alta com pouco estresse. A eficiência da carga é de cerca de 99% e a célula permanece fria durante a carga.

Algumas baterias de íons de lítio podem sofrer um aumento de temperatura de cerca de 5ºC (9ºF) ao atingirem carga total. Isto pode ser devido ao circuito de proteção e/ou resistência interna elevada. Interrompa o uso da bateria ou do carregador se a temperatura subir mais de 10ºC (18ºF) em velocidades moderadas de carregamento.

A carga completa ocorre quando a bateria atinge o limite de tensão e a corrente cai para 3% da corrente nominal. Uma bateria também é considerada totalmente carregada se a corrente se estabilizar e não puder diminuir ainda mais. A autodescarga elevada pode ser a causa desta condição.

Aumentar a corrente de carga não acelera muito o estado de carga total. Embora a bateria atinja o pico de tensão mais rapidamente, a carga de saturação demorará mais tempo. Com uma corrente mais alta, o Estágio 1 é mais curto, mas a saturação durante o Estágio 2 demorará mais. Uma carga de alta corrente, entretanto, encherá rapidamente a bateria até cerca de 70%.

O íon-lítio não precisa estar totalmente carregado como é o caso do ácido-chumbo, nem é desejável fazê-lo. Na verdade, é melhor não carregar totalmente porque uma alta tensão sobrecarrega a bateria. Escolher um limite de tensão mais baixo ou eliminar completamente a carga de saturação prolonga a vida útil da bateria, mas reduz o tempo de execução. Os carregadores para produtos de consumo atingem a capacidade máxima e não podem ser ajustados; a vida útil prolongada é considerada menos importante.

Alguns carregadores de consumo de baixo custo podem usar o método simplificado de “carregar e operar”, que carrega uma bateria de íons de lítio em uma hora ou menos, sem passar para a carga de saturação do Estágio 2. “Pronto” aparece quando a bateria atinge o limite de tensão no Estágio 1. O estado de carga (SoC) neste ponto é de cerca de 85 por cento, um nível que pode ser suficiente para muitos usuários.

Certos carregadores industriais diminuem o limite de tensão de carga propositalmente para prolongar a vida útil da bateria. A Tabela 2 ilustra as capacidades estimadas quando carregadas em diferentes limites de tensão com e sem carga de saturação.

Quando a bateria é carregada pela primeira vez, a tensão aumenta rapidamente. Esse comportamento pode ser comparado a levantar um peso com um elástico, causando atraso. A capacidade eventualmente aumentará quando a bateria estiver quase totalmente carregada (Figura 3). Esta característica de carga é típica de todas as baterias. Quanto maior for a corrente de carga, maior será o efeito elástico. Temperaturas frias ou carregar uma célula com alta resistência interna amplificam o efeito.

Estimar o SoC lendo a tensão de uma bateria em carregamento é impraticável; medir a tensão de circuito aberto (OCV) depois que a bateria descansou por algumas horas é um indicador melhor. Tal como acontece com todas as baterias, a temperatura afeta o OCV, assim como o material ativo do íon-lítio. O SoC de smartphones, laptops e outros dispositivos é estimado pela contagem de Coulomb.

O íon de lítio não pode absorver sobrecarga. Quando totalmente carregado, a corrente de carga deve ser cortada. Uma carga contínua causaria revestimento de lítio metálico e comprometeria a segurança. Para minimizar o estresse, mantenha a bateria de íons de lítio no pico de corte o mais curto possível.

Assim que a carga termina, a tensão da bateria começa a cair. Isso alivia o estresse de tensão. Com o tempo, a tensão de circuito aberto ficará entre 3,70 V e 3,90 V/célula. Observe que uma bateria de íon-lítio que recebeu uma carga totalmente saturada manterá a tensão elevada por mais tempo do que uma que não recebeu uma carga de saturação.

Quando as baterias de íons de lítio devem ser deixadas no carregador para estarem prontas para operação, alguns carregadores aplicam uma breve carga adicional para compensar a pequena autodescarga da bateria e o consumo de seu circuito de proteção. O carregador pode entrar em ação quando a tensão do circuito aberto cair para 4,05 V/célula e desligar novamente em 4,20 V/célula. Carregadores feitos para prontidão operacional ou modo de espera geralmente deixam a tensão da bateria cair para 4,00 V/célula e recarregam para apenas 4,05 V/célula em vez dos 4,20 V/célula completos. Isso reduz o estresse relacionado à tensão e prolonga a vida útil da bateria.

Alguns dispositivos portáteis ficam em uma base de carregamento na posição LIGADO. A corrente consumida pelo dispositivo é chamada de carga parasita e pode distorcer o ciclo de carga. Os fabricantes de baterias desaconselham cargas parasitas durante o carregamento porque induzem miniciclos. Isso nem sempre pode ser evitado e um laptop conectado à rede elétrica CA é um desses casos. A bateria pode ser carregada até 4,20 V/célula e depois descarregada pelo dispositivo. O nível de estresse na bateria é alto porque os ciclos ocorrem no limite de alta tensão, muitas vezes também em temperaturas elevadas.

Um dispositivo portátil deve ser desligado durante o carregamento. Isso permite que a bateria atinja o limite de tensão definido e o ponto de saturação de corrente sem impedimentos. Uma carga parasita confunde o carregador ao diminuir a tensão da bateria e evitar que a corrente no estágio de saturação caia o suficiente, atraindo uma corrente de fuga. Uma bateria pode estar totalmente carregada, mas as condições prevalecentes solicitarão uma carga contínua, causando estresse.

Diretrizes simples para cobrança Baterias à base de lítio

• Desligue o dispositivo ou desconecte a carga durante a carga para permitir que a corrente caia sem impedimentos durante a saturação. Uma carga parasita confunde o carregador.
• Carregue a uma temperatura moderada. Não carregue em temperatura de congelamento.
• O íon de lítio não precisa estar totalmente carregado; uma carga parcial é melhor.
• Nem todos os carregadores aplicam uma carga completa e a bateria pode não estar totalmente carregada quando o sinal “pronto” aparecer; uma cobrança de 100% em um medidor de combustível pode ser uma mentira.
• Interrompa o uso do carregador e/ou bateria se a bateria ficar excessivamente quente.
• Aplique alguma carga a uma bateria vazia antes de armazená-la (40–50% de SoC é o ideal).