1. Introdução à bateria de íons de lítio
1.1 Estado de carga (SOC)
O estado de carga pode ser definido como o estado de energia elétrica disponível na bateria, geralmente expresso em porcentagem.Como a energia elétrica disponível varia com a corrente de carga e descarga, temperatura e fenômeno de envelhecimento, a definição de estado de carga também é dividida em dois tipos: estado de carga absoluto (ASOC) e estado de carga relativo (RSOC). .
Geralmente, a faixa do estado relativo de carga é de 0% a 100%, enquanto é 100% quando a bateria está totalmente carregada e 0% quando está totalmente descarregada.O estado de carga absoluto é um valor de referência calculado de acordo com o valor de capacidade fixa projetado quando a bateria é fabricada.O estado absoluto de carga de uma nova bateria totalmente carregada é 100%;Mesmo que a bateria envelhecida esteja totalmente carregada, ela não pode atingir 100% sob diferentes condições de carga e descarga.
A figura a seguir mostra a relação entre tensão e capacidade da bateria em diferentes taxas de descarga.Quanto maior a taxa de descarga, menor a capacidade da bateria.Quando a temperatura é baixa, a capacidade da bateria também diminui.
Figura 1. Relação entre tensão e capacidade sob diferentes taxas de descarga e temperaturas
1.2 Tensão máxima de carregamento
A tensão máxima de carga está relacionada à composição química e às características da bateria.A tensão de carga da bateria de lítio é geralmente de 4,2 V e 4,35 V, e os valores de tensão dos materiais do cátodo e do ânodo variam.
1.3 Totalmente Carregado
Quando a diferença entre a tensão da bateria e a tensão máxima de carga for inferior a 100 mV e a corrente de carga for reduzida para C/10, a bateria pode ser considerada totalmente carregada.As condições de carregamento total variam de acordo com as características da bateria.
A figura abaixo mostra uma curva característica típica de carregamento de bateria de lítio.Quando a tensão da bateria é igual à tensão máxima de carga e a corrente de carga é reduzida para C/10, a bateria é considerada totalmente carregada
Figura 2. Curva característica de carregamento da bateria de lítio
1.4 Tensão mínima de descarga
A tensão de descarga mínima pode ser definida pela tensão de descarga de corte, que geralmente é a tensão quando o estado de carga é 0%.Este valor de tensão não é um valor fixo, mas muda com carga, temperatura, grau de envelhecimento ou outros fatores.
1.5 Descarga Total
Quando a tensão da bateria é menor ou igual à tensão mínima de descarga, pode ser chamada de descarga completa.
1.6 Taxa de carga e descarga (C-Rate)
A taxa de carga-descarga é uma representação da corrente de carga-descarga em relação à capacidade da bateria.Por exemplo, se você usar 1C para descarregar por uma hora, o ideal é que a bateria descarregue completamente.Diferentes taxas de carga e descarga resultarão em diferentes capacidades utilizáveis.Geralmente, quanto maior a taxa de carga-descarga, menor a capacidade disponível.
1.7 Ciclo de vida
O número de ciclos refere-se ao número de cargas e descargas completas de uma bateria, que pode ser estimado pela capacidade de descarga real e capacidade de projeto.Quando a capacidade de descarga acumulada for igual à capacidade de projeto, o número de ciclos será um.Geralmente, após 500 ciclos de carga e descarga, a capacidade da bateria totalmente carregada diminuirá em 10% ~ 20%.
Figura 3. Relação entre tempos de ciclo e capacidade da bateria
1.8 Auto-descarga
A auto-descarga de todas as baterias aumentará com o aumento da temperatura.A descarga automática não é basicamente um defeito de fabricação, mas sim as características da própria bateria.Porém, o tratamento inadequado no processo de fabricação também ocasionará o aumento da autodescarga.Geralmente, a taxa de autodescarga será dobrada quando a temperatura da bateria aumentar em 10 ° C. A capacidade de autodescarga das baterias de íon-lítio é de cerca de 1-2% ao mês, enquanto a de várias baterias à base de níquel é de 10- 15% ao mês.
Figura 4. Desempenho da taxa de autodescarga da bateria de lítio em diferentes temperaturas
Horário de postagem: 07 de fevereiro de 2023