Como descarregar uma bateria de Litio-Ferro - LiFePO4

 

 

COMO DESCARREGAR UMA BATERIA DE LÍTIO-FERRO - LiFePO4

 

O objetivo de uma bateria é armazenar energia e liberá-la no momento desejado. 

A longevidade de uma bateria está diretamente relacionada ao nível e duração do estresse infligido, que inclui carga, descarga e temperatura.

 

Baterias submetidas a ciclos de carga e descarga com correntes elevadas, como no caso de baterias usadas em aeromodelos, drones, carrinhos de controle remoto e modelos de helicópteros, tem a sua a vida útil diminuída e em alguns casos pode-se colocar em risco a segurança.

 

Cada tipo de bateria tem uma tensão mínima/célula, abaixo da qual a bateria pode se danificar. Por isso nunca se deve descarregar uma bateria abaixo da tensão mínima especificada pelo fabricante.

Para baterias de chumbo ácido a tensão mínima por célula é em torno de 1,75V/célula; para baterias de NiCd (níquel-cádmio) ou NiMh (níquel-hidreto metálico) a tensão mínima por célula é de 1,00 V/célula; para a maioria das baterias de lítio-íon a tensão mínima é de até 3,00 V/célula. 

 

Esses valores são apenas uma referência. Para conhecer os valores exatos e aproveitar o máximo desempenho oferecido pela bateria, devem-se consultar as especificações técnicas fornecidas pelos fabricantes. Por exemplo, baterias de lítio-íon de marcas famosas como Sanyo, Panasonic e outras, podem ser descarregadas abaixo de 3,0 V/célula, podendo em alguns casos chegar até 2,50V/célula.

 

Quando a bateria atinge a tensão mínima, cerca de 95% da energia já estará gasta e a tensão diminuirá rapidamente se a descarga continuar. Para proteger a bateria contra descarga excessiva, a maioria dos dispositivos impede a operação além da tensão especificada no final da descarga .

 

Ao remover a carga após a descarga, a tensão de uma bateria saudável se recupera gradualmente e aumenta em direção à tensão nominal. Diferenças na afinidade de metais nos eletrodos produzem esse potencial de voltagem mesmo quando a bateria está vazia. Uma carga parasitária ou alta auto descarga impede a recuperação da tensão.

 

A tabela a seguir mostra as tensões típicas de fim de descarga para vários tipos de baterias.

 

	Lítio-Íon	LiFePO4	Chumbo Ácido	NiCd/NiMh
Tensão Nominal	3,6 V/célula	3,2 V/célula	2,0 V/célula	1,2 V/célula
Descarga Normal	3,0 V/célula	2,7 V/célula	1,75 V/célula	1,00 V/célula
Descarga Profunda	2,70 V/célula	2,45 V/célula	1,40 V/célula	0,9 V/célula

 

Um ciclo de descarga / carga geralmente é entendido como a descarga completa de uma bateria carregada com recarga subsequente, mas esse nem sempre é o caso. 

 

As baterias raramente são totalmente descarregadas e os fabricantes costumam usar em suas especificações uma de profundidade de descarga de 80% para definir o numero de ciclos de vida útil de uma bateria. Isso significa que apenas 80% da energia disponível é entregue e 20% permanece em reserva. 

 

Evitar descarregar uma bateria completamente, deixando nela alguma energia sobrando faz com que a vida útil da bateria aumente. Evitar cargas e descargas completas reduz o estresse da bateria e aumenta sua vida útil.

 

A tensão de uma bateria de LiFePO4 permanece quase constante durante a descarga. Isso é uma vantagem desse tipo de bateria porém torna difícil estimar o estado de carga em função da tensão da bateria, já que a tensão varia pouco durante a descarga.

 

Por exemplo, para uma bateria LiFePO4 de 12,8V (4 células de 3,2V), com descarga moderada, a curva de descarga é mostrada na figura 1.

 

                                     Figura 1 - Tensão na Descarga (V) x Estado de Carga (%)

 

Na maioria das vezes durante a descarga, a tensão da bateria estará em torno de 13,2 V ( 3,30 V/célula). 

A tensão varia muito pouco entre 99% e 30% do SOC (State of Charge ou Estado de Carga). 

 

Pode-se descarregar completamente uma bateria de LiFePO4 sem comprometer a sua vida útil. Porém se a profundidade da descarga se mantiver em torno de 50%, certamente haverá um aumento significativo no numero de ciclos.