COMO O ENVELHECIMENTO AFETA O DESEMPENHO DA BATERIA

 

 

 

Todas as baterias envelhecem com o passar do tempo devido à degradação dos componentes químicos.

As pesquisas atuais sobre o fenômeno do envelhecimento são mais direcionadas para as baterias de lítio, graças aos seus inúmeros benefícios para aplicações em veículos elétricos, telefones celulares, sistemas de armazenamento de energia e notebooks. Uma das principais limitações dessa tecnologia reside no envelhecimento da bateria.

 

Os efeitos do envelhecimento da bateria limitam seu desempenho e ocorrem durante toda a sua vida útil, mesmo que a bateria seja usada ou não, o que é uma grande desvantagem.

O crescimento da resistência interna da bateria e a diminuição da sua capacidade são as principais consequências do envelhecimento.

 

Para poder aumentar a vida útil das baterias de lítio é necessário compreender os mecanismos de envelhecimento. Esses mecanismos não são de fácil compreensão já que fatores ambientais bem como o modo como se utilizam as baterias tem influência direta sobre o envelhecimento.

O envelhecimento ocorre inicialmente na composição química do eletrólito da bateria.

 

Os mecanismos de degradação do eletrodo positivo e negativo são diferentes. A origem dos mecanismos de envelhecimento pode ser química ou mecânica e depende fortemente da composição dos eletrodos.

O envelhecimento provoca ao longo do tempo a degradação do eletrodo, o que pode induzir a perda de material ativo pela dissolução do material no eletrólito. Assim, os principais fenômenos advêm da degradação dos eletrodos. O envelhecimento das baterias de lítio pode ser atribuído a dois fatores:

 

 - Idade da bateria mesmo sem uso

 - Ciclagem da bateria

 

Baterias de lítio mesmo sem uso envelhecem com o passar do tempo e perdem sua capacidade de forma irreversível.

Existem vários estudos que mostram que a temperatura de armazenagem e o estado de carga da bateria (SOC – state of charge) tem grande influência na perda de capacidade da bateria.

 

Quando a temperatura de armazenagem é mais alta, as reações químicas internas são facilitadas, incluindo a corrosão dos eletrodos, sendo que a perda de capacidade é acelerada.

O SOC durante a armazenagem também afeta a degradação da bateria. Estudos mostram que armazenar baterias totalmente carregadas provoca uma degradação maior do que armazenar a bateria com carga parcial.

 

Por outro lado, se a bateria é armazenada com muito pouca carga, ela pode se descarregar abaixo da tensão mínima o que pode danificar a bateria permanentemente.

A ciclagem da bateria também provoca envelhecimento. Entende-se por ciclagem, carregar e descarregar a baterias seguidas vezes.

 

Quanto mais ciclos a bateria é submetida mais ela perde sua capacidade. A temperatura ambiente e os valores de corrente de carga e descarga determinam se a degradação da bateria será mais rápida ou mais lenta.