Processo de recarga de baterias Íon-Lítio

Entenda as características das baterias de Íon-Lítio e os principais parâmetros para recarga!

O processo de recarga de baterias de Íon-Lítio é similar as baterias de chumbo ácido, onde deve-se controlar os níveis de tensão e corrente, entretanto as baterias de Íon-Lítio são muito mais sensíveis a sobrecarga, por isso o controle de tensão deve ser preciso e a quantidade de energia aplicada deve ser somente a que a bateria consegue absorver.

Tensão em aberto e tensão de recarga

A tensão em aberto (OCV) nas células de Íon-Lítio é maior que as de chumbo-ácido, variando em torno de 3,6Volts para baterias NMC e 3,2Volts para LFP.
Para células de NMC a tensão de recarga típica é de 4,2Volts, com uma tolerância de ±50mV, enquanto que para células de LFP a tensão de recarga típica é de 3,6Volts com uma tolerância de ±50mV.

Corrente de recarga

A corrente de carga e descarga das baterias de Íon-Lítio está relacionada a sua capacidade definida em C, onde 1C é igual a capacidade nominal da bateria em uma hora, 2C é igual a capacidade nominal em 30 minutos e assim por diante.
Para baterias NMC a corrente de recarga é de 0,7C até 1C, já para baterias LFP a corrente de recarga indicada é de 1C, a plena carga para ambas as tecnologias ocorre em torno de 3 horas.

Recarga individual, em paralelo e em série

O modo mais apropriado para a recarga de células de Íon-Lítio é individual, onde deve-se recarregar em tensão constante, limitando a corrente de acordo com as especificações do fabricante e interrompendo a recarga quando a corrente for menor que 3% do valor programado.
Recarregar células de Íon-Lítio em paralelo é possível, pois todas as células irão receber o mesmo nível de tensão, entretanto é importante que medidas de proteção sejam implementadas a fim de evitar sobrecargas.
Já o processo de recarga de células Íon-Lítio em série é perigoso, pois cada célula possui um estado de carga (SOC) e resistência interna diferentes, com isso a tensão entre as células tende a variar e conforme vimos anteriormente as baterias de Íon-Lítio são sensíveis a tensões elevadas. Para esse tipo de recarga é sempre recomendado o uso de um balanceador de carga, que fica responsável por aplicar o mesmo nível de tensão em todas as células.

Abaixo é possível verificar uma curva de recarga para uma célula de Íon-Lítio com tensão programada em 4,2Volts e corrente em 1C.

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Autor: Bruno Santos

Fonte:

https://batteryuniversity.com/article/bu-409-charging-lithium-ion
https://sunonbattery.com/guides-lfp-lifepo4-battery/#:~:text=The%20charging%20temperature%20range%20for,charge%20below%200%C2%B0C.
https://batteryuniversity.com/article/bu-205-types-of-lithium-ion