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Vantagens e desvantagens da bateria de íon de lítio

Vantagens e desvantagens da bateria de íon de lítio


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O uso de baterias de íon de lítio cresceu significativamente nos últimos anos. Eles oferecem algumas vantagens e melhorias distintas em relação a outras formas de tecnologia de bateria.

No entanto, como todas as tecnologias, as baterias de íon de lítio têm suas vantagens e desvantagens.

Para obter o melhor da tecnologia da bateria de íons de lítio, é necessário compreender não apenas as vantagens, mas também as limitações ou desvantagens da tecnologia. Desta forma, eles podem ser usados ​​de uma maneira que use seus pontos fortes da melhor maneira.

Com a tecnologia da bateria de íon de lítio avançando a uma taxa muito rápida, as desvantagens estão sendo abordadas e a tecnologia geral está sendo aprimorada.

Vantagens da bateria de íon de lítio

Existem muitas vantagens em usar uma célula de íon de lítio. Como resultado, a tecnologia está sendo usada cada vez mais para um grande número de aplicações amplamente variadas. Tudo, desde pequenos dispositivos eletrônicos, passando por smartphones e laptops a veículos e muitos outros aplicativos.

As vantagens da tecnologia de íons de lítio significam que essas baterias estão encontrando um número crescente de aplicações e, como resultado, um grande número de desenvolvimento está sendo investido nelas.

As vantagens da bateria de íon-lítio incluem:

  • Alta densidade de energia: A alta densidade de energia é uma das principais vantagens da tecnologia da bateria de íon de lítio. Com equipamentos eletrônicos, como telefones celulares, que precisam operar por mais tempo entre as cargas e, ao mesmo tempo, consumir mais energia, sempre há necessidade de baterias com densidade de energia muito maior. Além disso, existem muitas aplicações de energia, desde ferramentas elétricas até veículos elétricos. A densidade de potência muito maior oferecida pelas baterias de íon de lítio é uma vantagem distinta. Os veículos elétricos também precisam de uma tecnologia de bateria com alta densidade de energia.
  • Auto-descarga: Um problema com muitas baterias recarregáveis ​​é a taxa de autodescarga. As células de íon de lítio têm sua taxa de autodescarga muito menor do que a de outras células recarregáveis, como as formas Ni-Cad e NiMH. É normalmente cerca de 5% nas primeiras 4 horas após o carregamento, mas depois cai para cerca de 1 ou 2% ao mês.
  • Baixa manutenção: Uma grande vantagem da bateria de íon de lítio é que ela não requer manutenção para garantir seu desempenho.

    As células Ni-Cad exigiam uma descarga periódica para garantir que não exibissem o efeito de memória. Como isso não afeta as células de íon de lítio, este processo ou outros procedimentos de manutenção semelhantes não são necessários. Da mesma forma, as células de chumbo-ácido requerem manutenção, algumas precisando que o ácido da bateria seja completado periodicamente.

    Felizmente, uma das vantagens das baterias de íon de lítio é que não há necessidade de manutenção ativa.

  • Tensão da célula: A voltagem produzida por cada célula de íon de lítio é de cerca de 3,6 volts. Isso tem muitas vantagens. Sendo mais alta do que o padrão de níquel cádmio, níquel hidreto metálico e até mesmo células alcalinas padrão em cerca de 1,5 volts e ácido de chumbo em cerca de 2 volts por célula, a voltagem de cada célula de íon de lítio é mais alta, exigindo menos células em muitas aplicações de bateria. Para smartphones, basta uma única célula e isso simplifica o gerenciamento de energia.
  • Características de carga: As características de carga de uma bateria ou célula de íon de lítio são razoavelmente boas. Eles fornecem 3,6 volts por célula razoavelmente constantes antes de cair quando a última carga é usada.
  • Sem necessidade de preparação: Algumas células recarregáveis ​​precisam ser preparadas quando recebem sua primeira carga. Uma vantagem das baterias de íon de lítio é que não há nenhuma exigência para isso elas são fornecidas operacionais e prontas para usar.
  • Variedade de tipos disponíveis: Existem vários tipos de células de íon de lítio disponíveis. Esta vantagem das baterias de íon de lítio pode significar que a tecnologia certa pode ser usada para a aplicação específica necessária. Algumas formas de bateria de íon de lítio fornecem alta densidade de corrente e são ideais para equipamentos eletrônicos móveis de consumo. Outros são capazes de fornecer níveis de corrente muito mais elevados e são ideais para ferramentas elétricas e veículos elétricos.

Desvantagens da bateria de íon de lítio

Como o uso de qualquer tecnologia, existem algumas desvantagens que precisam ser ponderadas em relação aos benefícios.

Embora a tecnologia da bateria de íon de lítio tenha suas desvantagens, isso não significa que elas não possam ser superadas ou pelo menos mitigadas e obtido um excelente desempenho.

Conhecer as desvantagens significa que muitas vezes podem ser incluídas soluções alternativas no projeto para reduzir os efeitos das deficiências.

As desvantagens da bateria de íons de lítio incluem:

  • Proteção necessária: As células e baterias de íon de lítio não são tão robustas quanto algumas outras tecnologias recarregáveis. Eles exigem proteção contra sobrecarga e descarga excessiva. Além disso, eles precisam ter a corrente mantida dentro de limites seguros. Conseqüentemente, uma desvantagem da bateria de íon de lítio é que elas requerem circuitos de proteção incorporados para garantir que sejam mantidas dentro de seus limites operacionais seguros.

    Felizmente, com a moderna tecnologia de circuito integrado, isso pode ser incorporado de forma relativamente fácil na bateria ou no equipamento se a bateria não for intercambiável. A incorporação do circuito de gerenciamento de bateria permite que as baterias de íon-lítio sejam usadas sem nenhum conhecimento especial. Eles podem ser deixados carregados e depois que a bateria estiver totalmente carregada, o carregador interromperá o fornecimento.

    O circuito de proteção embutido nas baterias de íon de lítio monitora vários aspectos de sua operação. O circuito de proteção limita o pico de tensão de cada célula durante a carga, pois a tensão excessiva pode danificar as células. Normalmente, eles são carregados em série, pois normalmente há apenas uma conexão para a bateria e, portanto, como células diferentes podem exigir diferentes níveis de carga, existe a possibilidade de uma célula apresentar uma voltagem maior do que a necessária.

    Além disso, o circuito de proteção evita que a tensão da célula caia muito na descarga. Novamente, isso pode acontecer se uma célula puder armazenar menos carga do que outras na bateria e sua carga se esgotar antes das outras.

    Um outro aspecto do circuito de proteção é que a temperatura da célula é monitorada para evitar temperaturas extremas. A corrente máxima de carga e descarga na maioria dos pacotes é limitada entre 1 ° C e 2 ° C. Dito isso, alguns ficam um pouco quentes em ocasiões durante o carregamento rápido.

  • Envelhecimento: Uma das principais desvantagens da bateria de íon de lítio para produtos eletrônicos de consumo é que as baterias de íon de lítio envelhecem. Não é apenas este tempo ou calendário dependente, mas também depende do número de ciclos de carga e descarga que a bateria passou. Freqüentemente, as baterias só serão capazes de suportar 500 - 1000 ciclos de carga e descarga antes de sua capacidade cair. Com o desenvolvimento da tecnologia de íons de lítio, esse número está aumentando, mas depois de um tempo as baterias podem precisar ser trocadas e isso pode ser um problema se estiverem embutidas no equipamento.

    As baterias de íon de lítio também envelhecem quer estejam em uso ou não. Apesar do uso, há também um elemento relacionado ao tempo para a redução da capacidade. Quando um óxido de lítio-cobalto típico, uma bateria ou célula de LCO precisa ser armazenada, ela deve ser parcialmente carregada - cerca de 40% a 50% e mantida em um armazenamento frio área. O armazenamento nessas condições ajudará a aumentar a vida útil.

  • Transporte: Essa desvantagem da bateria de íon-lítio veio à tona nos últimos anos. Muitas companhias aéreas limitam o número de baterias de íon de lítio que levam, e isso significa que seu transporte é limitado aos navios.

    Para viajantes aéreos, as baterias de íon de lítio geralmente precisam estar na bagagem de mão, embora com a posição de segurança, isso pode mudar de tempos em tempos. Mas o número de baterias pode ser limitado. Quaisquer baterias de íon de lítio transportadas separadamente devem ser protegidas contra curtos-circuitos por tampas de proteção, etc. É particularmente importante quando algumas das baterias de íon de lítio grandes, como as usadas em grandes bancos de energia.

    É necessário verificar antes de voar se um grande banco de potência pode ser carregado ou não. Infelizmente, a orientação nem sempre é particularmente clara.

  • Custo: Uma grande desvantagem da bateria de íon de lítio é seu custo. Normalmente, eles são cerca de 40% mais caros para fabricar do que as células de níquel-cádmio. Este é um fator importante quando se considera seu uso em itens de consumo produzidos em massa, onde quaisquer custos adicionais são um grande problema.
  • Tecnologia em desenvolvimento: Embora as baterias de íon de lítio estejam disponíveis há muitos anos, ela ainda pode ser considerada uma tecnologia imatura por alguns, pois é uma área em desenvolvimento. Isso pode ser uma desvantagem em termos do fato de que a tecnologia não permanece constante. No entanto, como novas tecnologias de íon de lítio estão sendo desenvolvidas o tempo todo, isso também pode ser uma vantagem, pois melhores soluções estão surgindo.

Embora não seja necessariamente uma vantagem ou desvantagem, provavelmente vale a pena mencionar que as baterias de íon de lítio devem ser armazenadas em um local fresco, retarda o processo de envelhecimento do íon de lítio (e outros produtos químicos). Os fabricantes recomendam temperaturas de armazenamento em torno de 15 ° C. Além disso, a bateria deve ser parcialmente carregada durante o armazenamento. Os fabricantes geralmente recomendam um nível de carga de cerca de 40% a 50%.

A tecnologia da bateria de íon-lítio tem muitas vantagens distintas. Conseqüentemente, a tecnologia é amplamente utilizada e isso só deve aumentar. Compreender as vantagens, bem como as desvantagens ou limitações, permite o melhor uso a ser feito da tecnologia da bateria.


Assista o vídeo: Vantagens e desvantagens das baterias de lítio polímero (Pode 2022).