Atualmente, as baterias de lítio são cada vez mais utilizadas em diversos dispositivos digitais, como notebooks, câmeras digitais e filmadoras digitais. Além disso, elas também apresentam amplas perspectivas em automóveis, estações base de telefonia móvel e usinas de armazenamento de energia. Nesse contexto, o uso de baterias não se restringe mais ao uso isolado, como em telefones celulares, mas sim em conjuntos de baterias em série ou em paralelo.
A capacidade e a vida útil de um conjunto de baterias não dependem apenas de cada bateria individual, mas também da consistência entre elas. Uma baixa consistência compromete significativamente o desempenho do conjunto. A consistência da autodescarga é um fator importante que influencia esse desempenho. Uma bateria com autodescarga inconsistente apresentará uma grande variação no estado de carga (SOC) após um período de armazenamento, o que afetará consideravelmente sua capacidade e segurança.
Por que ocorre a autodescarga?
Quando a bateria está aberta, a reação acima não ocorre, mas a potência ainda diminui, o que é causado principalmente pela autodescarga da bateria. As principais causas da autodescarga são:
a. Vazamento interno de elétrons causado pela condução local de elétrons no eletrólito ou por outros curtos-circuitos internos.
b. Vazamento elétrico externo devido ao isolamento inadequado das vedações ou juntas da bateria ou à resistência insuficiente entre os invólucros externos dos condutores (condutores externos, umidade).
c. Reações eletrodo/eletrólito, como corrosão do ânodo ou redução do cátodo devido a impurezas no eletrólito.
d. Decomposição parcial do material ativo do eletrodo.
e. Passivação dos eletrodos devido aos produtos de decomposição (insolúveis e gases adsorvidos).
f. O eletrodo está mecanicamente desgastado ou a resistência entre o eletrodo e o coletor de corrente aumenta.
Influência da autodescarga
A autodescarga leva à redução da capacidade durante o armazenamento.Diversos problemas típicos causados por descarga espontânea excessiva:
1. O carro está estacionado há muito tempo e não liga;
2. Antes de a bateria ser armazenada, a voltagem e outras características estão normais, mas constata-se que a voltagem está baixa ou mesmo zerada durante o transporte;
3. No verão, se o GPS do carro for colocado no veículo, a potência ou o tempo de uso serão visivelmente insuficientes após um período de tempo, mesmo com a bateria cheia.
A autodescarga leva a um aumento nas diferenças de SOC (estado de carga) entre as baterias e à redução da capacidade do conjunto de baterias.
Devido à autodescarga inconsistente da bateria, o SOC (estado de carga) da bateria no conjunto de baterias será diferente após o armazenamento, e o desempenho da bateria diminuirá. Os clientes frequentemente encontram problemas de degradação de desempenho após receberem um conjunto de baterias que ficou armazenado por um período de tempo. Quando a diferença de SOC atinge cerca de 20%,, a capacidade da bateria combinada é de apenas 60% a 70%.
Como resolver o problema das grandes diferenças de SOC causadas pela autodescarga?
Simplificando, precisamos apenas equilibrar a energia da bateria e transferir a energia da célula de alta tensão para a célula de baixa tensão. Atualmente, existem duas maneiras: balanceamento passivo e balanceamento ativo.
A equalização passiva consiste em conectar um resistor de balanceamento em paralelo a cada célula da bateria. Quando uma célula atinge uma sobretensão prematura, a bateria ainda pode ser carregada e carregar outras baterias de baixa tensão. A eficiência desse método de equalização não é alta e a energia perdida é dissipada na forma de calor. A equalização deve ser realizada durante o carregamento e a corrente de equalização geralmente varia de 30 mA a 100 mA.
Equalizador ativoGeralmente, o balanceamento da bateria é feito por meio da transferência de energia, compensando as células com tensão excessiva com as células com baixa tensão. Esse método de equalização possui alta eficiência e pode ser utilizado tanto na carga quanto na descarga. Sua corrente de equalização é dezenas de vezes maior que a corrente de equalização passiva, geralmente entre 1A e 10A.
Data da publicação: 17 de junho de 2023
