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A bateria LiPo é um tipo recarregável de bateria utilizada para equipar itens de consumo, incluindo drones e telefones. No entanto, o conhecimento sobre o aspecto que prejudica sua vida pode ser essencial não apenas para aqueles que fabricam e utilizam as baterias e precisam obter o melhor desempenho delas, mas também para que possam prolongar sua vida útil. Mesmo as baterias que oferecem bons benefícios em comparação com suas concorrentes possuem fraquezas que afetam sua durabilidade. Neste texto, é explicado o argumento de que carga com bicicleta, profundidade de descarga, temperatura e armazenamento também afetam o desempenho da bateria LiPo.
O Impacto dos Ciclos de Carregamento e da Profundidade de Descarga
Alguns fatores importantes que afetam a vida útil de uma bateria LiPo incluem o ciclo de carga. Um ciclo de carga refere-se à descarga de uma bateria que é recarregada completamente, do mínimo (0) ao máximo (100), em todas as formas. Na prática, a programação de aplicativos tem apenas um fluxo de PDC, pois ocorre descarga parcial. Usando um exemplo, se um dispositivo passa 25 por cento de uma bicicleta de quatro trações, isso não significa que o dispositivo tenha utilizado um ciclo completo. A bateria LiPo é aquela que normalmente tem muita redução entre 300 e 500 ciclos, antes que sua capacidade seja significativamente reduzida.
Uma consideração importante que determina a vida útil da bateria é a profundidade de descarga (DoD, na sigla em inglês). A DoD indica qual fração da capacidade da bateria foi utilizada antes de recarregá-la. Um exemplo seria uma bateria que pode ser carregada até 50% e descarregada novamente até 50%, resultando em uma DoD de 50%. Experimentos mostraram, repetidamente, que a DoD pode ser reduzida para conceder uma vida útil muito maior à bateria. Uma bateria com DoD de 20% tem uma vida em ciclos muito maior antes da falha, possivelmente mais do que o dobro da de uma bateria com DoD elevada, por exemplo, uma que seja descarregada repetidamente até 80%. Essa relação existe porque a degradação é acelerada por descargas mais profundas, que causam maior estresse nos materiais do ânodo e do cátodo.
Como a Temperatura e a Tensão de Armazenamento Afetam a Degradation
A temperatura influencia significativamente a vida útil da bateria LiPo. As baterias funcionam melhor dentro da faixa de temperatura ambiente, geralmente aceita como sendo 20°C (68°F). Quando aquecidas, a reação química no interior da bateria LiPo é acelerada, possivelmente aumentando temporariamente alguma capacidade, mas degradando-a ao longo do tempo. O aquecimento extremo pode resultar na decomposição do eletrólito e, consequentemente, em uma maior resistência interna, e finalmente na falha completa. Por outro lado, temperaturas extremamente baixas podem impedir que a bateria forneça corrente, pois a eficiência dos processos químicos envolvidos no funcionamento da bateria é afetada por uma resistência elevada.
Além disso, a tensão de armazenamento da bateria LiPo afeta significativamente sua vida útil. As baterias LiPo podem ser armazenadas por longo período com uma carga parcial entre 3,7 e 3,8 volts por célula e não devem ser armazenadas totalmente carregadas (4,2 volts por célula) ou descarregadas (abaixo de 3,0 volts por célula). Deixar uma bateria em estado totalmente carregado permite que ela adote uma estrutura cristalina (lithium plating) que reduz irreversivelmente sua capacidade. Por outro lado, o armazenamento em tensão baixa pode resultar no fenômeno de superdescarga ou na queda da tensão da bateria abaixo de um nível seguro, o que pode causar danos permanentes.
Conclusão
Em resumo, a vida útil da bateria de íon-lítio polimérica depende de diversos fatores. Os ciclos de carregamento e o nível de descarga podem ter efeitos drásticos na capacidade da bateria antes que ela diminua significativamente. Enquanto isso, manter condições ambientais ideais, nomeadamente a temperatura e a tensão de armazenamento, também é fundamental para garantir uma maior durabilidade da bateria. Ao estar ciente dessas variáveis e controlá-las, é possível prolongar significativamente a utilidade e a vida útil das baterias LiPo, permitindo que continuem alimentando os dispositivos com os quais estão interligados de diversas formas. As baterias de polímero de lítio estão sendo aprimoradas por meio de pesquisas e desenvolvimento contínuos na química das baterias, prometendo soluções mais estáveis e duradouras.