CICLOS DE VIDA DE CÉLULAS DE LÍTIO ÍON
É importante notar que as células de lítio íon tem um ciclo de vida. O ciclo de vida típico de uma célula de íon de lítio é composto por oito etapas e cada uma dessas etapas apresenta riscos de segurança específicos.
- Fabricação da célula
As células de lítio íon são testadas após sua fabricação e nestes testes são detectadas possíveis falhas. Se uma célula contiver um defeito de fabricação que não foi detectado antes do ciclo inicial, há uma alta probabilidade de que o defeito se manifeste durante o ciclo inicial como uma falha típica de mortalidade infantil. O risco decorrente dessas falhas é pequeno; os fabricantes geralmente rejeitam células que exibem capacidades muito baixas e taxas de auto descarga muito altas após o ciclo inicial.
- Transporte da célula até o fabricante de packs de bateria
Após a fabricação as células são empacotadas para o transporte para as instalações de montagem de packs de bateria. Os maiores riscos nesta etapa são o curto circuito das células ou danos mecânicos como perfuração, esmagamento ou choque mecânico. Para minimizar esses riscos é fundamental uma embalagem adequada.
- Fabricação do pack de baterias
Quando as células chegam a um montador de packs de baterias, elas podem e devem ser testadas antes da montagem. Esses testes podem ser uma mera medida de tensão de circuito aberto para detectar e rejeitar células com altas taxas de auto descarga, uma indicação de uma anomalia de fabricação ou podem incluir a medida da resistência interna.
Células com resistência interna muito mais elevada ou muito mais baixa que a maioria das células similares do mesmo lote ou mesmo com valores bem fora do especificado, não devem ser usadas em packs de baterias. Após a montagem do pack de baterias deve-se medir a tensão em vazio e pelo menos fazer um teste de descarga com a corrente de pico durante alguns minutos.
- Transporte do pack de baterias até o fabricante de equipamento
Após a produção, os packs de baterias são embalados para transporte aos fabricantes de equipamentos para integração nos produtos finais. Aqui também nesta etapa são o curto circuito das células ou danos mecânicos como perfuração, esmagamento ou choque mecânico. Para minimizar esses riscos é fundamental uma embalagem adequada para o pack de baterias.
- O fabricante de equipamento instala a bateria
Os fabricantes de equipamentos geralmente instalam baterias em seus equipamentos ou as embalam com seus equipamentos. Para produtos complexos e de alto valor, como notebooks, os fabricantes de equipamentos geralmente testam cada dispositivo com a bateria instalada para garantir que a carga e a descarga dentro de seus dispositivos funcionem corretamente e que a bateria também esteja funcionando.
- Transporte do equipamento a um centro de distribuição e ao cliente
É uma boa medida de segurança enviar produtos com baterias de lítio íon 50% SOC ou menos e com uma embalagem projetada para proteger o equipamento bem como as baterias que ele contém.
- O cliente usa o dispositivo com sua bateria
Esta etapa é uma das mais críticas em termos de segurança por duas razões principais. A primeira delas é o desconhecimento por parte do cliente das medidas de segurança para equipamentos com baterias.
Esse risco pode ser minimizado, incluindo junto ao produto um manual onde estejam explicitadas as instruções para operação segura do equipamento.
O segundo risco é o cliente reenviar o equipamento juntamente com a bateria, como por exemplo, um presente, uma devolução do produto ou para reparos e usar uma embalagem inadequada. O uso de embalagens inadequadas pode causar danos mecânicos ou mesmo elétricos à bateria.
Há também o risco aumentado quando o cliente envia o equipamento com a bateria 100% carregada. Existem relatos de incêndios em baterias de lítio íon durante o transporte onde não foram seguidas as medidas de segurança necessárias, normalmente com a utilização de embalagens inadequadas.
Existe um consenso considerável no setor de que a remessa é segura quando os remetentes cumprem as regulamentações existentes para remessas de baterias de lítio íon - especificamente as regulamentações para transporte aéreo.
- Final da vida útil da bateria e descarte.
Ao enviar as baterias para reciclagem ou apenas colocando-as no lixo doméstico, sempre se deve primeiro preparar as células. Baterias de lítio devem ser descarregadas completamente.
Os terminais das células também devem ser envoltos em plástico ou cobertos com fita para evitar um curto circuito.
O risco de incidentes é aumentado quando o usuário não segue essas recomendações básicas, pois as baterias em fim de vida útil apesar de terem sua capacidade reduzida ainda podem conter energia suficiente para provocar incêndios e explosões, como por exemplo em caso de curto circuito externo.
Apesar de todos os riscos descritos as baterias de lítio íon são bastante seguras, se o projeto for bem feito com a utilização dos vários dispositivos de segurança disponíveis e se a embalagem for adequada.
Os dados que podem ser encontrados no site da FAA (Federal Aviation Administration), Estados Unidos, podem ser usados ??para estimar uma taxa de falha típica de células de lítio íon no transporte de carga aérea.
Verificando os incidentes documentados pela FAA e considerando que a produção anual de células seja de alguns bilhões de células, parte delas transportadas por via aérea, pode-se estimar uma taxa de falhas da ordem de 1 em 1 bilhão de células transportadas por avião.
Por outro lado, as falhas de campo das células, ou seja, durante o uso pessoal das baterias tendem a ocorrer com mais frequência principalmente quando as baterias estão totalmente carregadas, mas mesmo assim estima-se uma taxa de falha de 1 em 1 milhão de células.
O exame dos dados de incidentes disponíveis sugere que os incidentes de carga aérea são causados ??por danos mecânicos ou curto-circuito externo das células.
Incidentes com baterias pessoais geralmente são causados ??por falhas internas da célula, muitos deles provocados por mau uso durante a vida útil da bateria, tais como choques mecânicos decorrentes de quedas, curtos circuitos e exposição da bateria a altas temperaturas (baterias deixadas expostas ao Sol, em painéis de automóveis fechados expostos ao Sol, proximidade de fornos domésticos e aquecedores, etc.)