Uma pilha é a fonte de energia química mais utilizada. No mundo atual, as baterias desempenham um papel crucial na alimentação de vários dispositivos, como telemóveis, automóveis, computadores, comboios eléctricos e metropolitanos, garantindo um funcionamento ininterrupto. As baterias existem em vários tamanhos e formas, sendo que as maiores cobrem uma área de até 2000 metros quadrados. Um exemplo notável é a bateria localizada em Fairbanks, Alasca. Em caso de falha de energia, pode fornecer eficientemente energia térmica a cerca de 12.000 famílias durante um período de 10 minutos. As baterias maiores, devido ao maior número de componentes, têm uma vida útil mais longa do que as baterias mais pequenas.
Bateria de iões de lítio: do dispositivo à escolha
Uma fonte de corrente composta quimicamente, normalmente designada por bateria de iões de lítio, é composta por um eletrólito líquido, iões de lítio e carbono. Estes dispositivos são económicos, simples, de baixa manutenção e recarregáveis, embora alguns possam não ter um controlador na sua estrutura, tornando-os inseguros. As baterias de iões de lítio têm uma reserva de 1000 ciclos de recarga adicionais. A Sony foi a pioneira na produção da primeira bateria iónica na década de 1970.
O que lhe dizem as marcas das pilhas
O diâmetro da pilha é indicado pelos dois primeiros números, enquanto o comprimento é indicado pelo par de números seguinte.
A composição química e a tecnologia da bateria de iões de lítio podem ser determinadas pelo seu sistema de letras:
- A primeira letra, I, indica que a pilha foi produzida utilizando o método de iões de lítio.
- A segunda letra, C, N, M ou F, corresponde à composição química específica.
- N significa Níquel-manganês.
- C significa Cobalto.
- F significa fosfato de ferro.
- M significa Manganês.
- A última letra, R, indica que a bateria é recarregável.
Ao examinar o rótulo da pilha, pode obter informações detalhadas sobre o país de produção e a data de validade da pilha.
A data de fabrico está impressa na película protetora da bateria, mas está codificada através de uma sequência específica de números e letras. Cada fabricante utiliza um método de encriptação diferente. Conhecendo a localização do código e o tipo de encriptação utilizado, é possível determinar facilmente a data de produção da pilha de iões de lítio. Tomemos como exemplo o modelo 18659 da LG. A data de fabrico da pilha 18659 está codificada nos primeiros quatro dígitos da segunda linha do código.
O ano de produção da pilha LG 18659 está codificado na primeira letra do código:
- T – 2026
- S – 2026
- P – 2016
- – 2015
- N – 2014
- M – 2013
- L – 2012
- K – 2011
- J – 2010
O dia da graduação pode ser identificado pelo código de três dígitos após a letra. Os códigos devem ser contados de 1 de janeiro a 31 de dezembro:
- 01 – 031 – janeiro;
- 032 – 059 – fevereiro;
- 060 – 090 – março;
- 091-120 – abril;
- 121 – 151 – maio;
- 152 – 181 – junho;
- 182 – 212 – julho;
- 213 – 243 – agosto, etc.
As baterias são muito sensíveis tanto a sobrecargas como a descargas profundas. Para evitar a falha prematura da bateria, os fabricantes incluem um controlador incorporado (normalmente sob a forma de um microchip). Este controlador protege contra problemas como a sobrecarga, a descarga até 0%, a combustão espontânea, a explosão e a fusão, e também regula a temperatura interna da bateria.
Certos fabricantes não se preocupam com a inclusão de controlos na caixa. Esta é a razão por detrás da ocorrência de explosões e queimaduras de baterias. É também aconselhável evitar carregar as pilhas durante mais de 3 horas. Quando o balanço energético atinge 100%, é crucial desligar imediatamente a fonte de alimentação da fonte principal.
Como escolher as baterias Li- on
O primeiro passo é determinar o tempo de vida útil de fabrico da bateria. Se a bateria for armazenada sem ser utilizada durante um ano, perderá 4% da sua capacidade. Pode calcular o tempo de vida útil de uma pilha de iões de lítio normal por si próprio. Se tiver sido de cerca de 2 anos, é aconselhável não comprar o produto.
Se tiver dúvidas quanto ao desempenho do seu carregador, recomendamos que opte por baterias protegidas. Alguns aparelhos não dispõem de uma função de paragem automática do carregamento, pelo que é extremamente perigoso recarregar pilhas não protegidas, pois podem explodir ou inchar.
Deve também ter em atenção a capacidade da bateria. Se a embalagem indicar uma capacidade superior a 3600 miliamperes-hora e um tamanho de tipo 18650, é muito provável que se trate de uma pilha falsa. Não existem baterias deste tipo.
Existem vários tipos de baterias de iões de lítio disponíveis no mercado:
- Uma bateria feita de óxido de lítio-níquel-manganês-cobalto. A inclusão de manganésio ajuda a reduzir a resistência. Este tipo de bateria é normalmente utilizado no fabrico de ferramentas eléctricas e unidades de potência.
- As baterias de lítio-cobalto são normalmente utilizadas em máquinas fotográficas, telemóveis e computadores. No entanto, têm um prazo de validade curto e capacidades limitadas.
- As baterias de titanato de lítio são bastante caras, mas oferecem várias vantagens, como segurança, carregamento rápido e uma vida útil de até 6 anos. Estas baterias são utilizadas para regular o funcionamento dos candeeiros de rua e são também utilizadas na produção de automóveis por empresas como a Mitsubishi e a Honda.
Bateria de automóvel
Métodos de recarga das baterias de iões de lítio
Para carregar este tipo de baterias, recomenda-se que se inicie o carregamento antes de estas atingirem um estado totalmente descarregado, normalmente quando o ecrã do dispositivo apresenta um nível de bateria de cerca de 14-12%. É aconselhável carregar a bateria até cerca de 80-90% da sua capacidade total. É importante evitar a sobrecarga e a descarga profunda da bateria.
Produção de baterias de iões de lítio no exemplo da fábrica de baterias
Nas instalações industriais da Rússia, estes dispositivos são produzidos a uma taxa de 3 milhões de unidades por dia. O processo de fabrico das pilhas pode ser dividido em quatro etapas principais:
- Produção de eléctrodos.
- Montagem dos eléctrodos numa bateria e adição de uma película protetora.
- Embalagem da bateria num invólucro exterior e impregnação com eletrólito.
- Realização de testes de controlo de qualidade e carregamento das baterias.
O coletor de corrente está posicionado na base da pilha.
- O fio de latão revestido com estanho é transportado para a máquina para ser precipitado. No interior desta máquina, uma lâmina corta o fio em pedaços de 3 cm cada. A máquina de deposição a frio cria então uma superfície plana na extremidade de cada peça. Os pregos concluídos são descarregados na extremidade oposta do tubo. Em seguida, são introduzidas num tapete transportador, que as encaminha também para um dispositivo vibratório rotativo. Os pregos são então transportados para a linha de montagem de pregos deslizantes. Aqui, movem-se numa ordem sequencial para serem reunidas com as cabeças dos pregos. Uma máquina de soldar automatizada funde as cabeças dos pregos, e um transportador magnético atrai os componentes acabados, enviando-os para a linha de montagem D.
- Testes. Cada pilha é submetida a um mecanismo rotativo que examina a sua tensão e amperagem. As pilhas que não passam no exame são expulsas por uma forte corrente de ar. O distribuidor mecânico é posicionado dentro de um contentor e desloca-se para um suporte. As pilhas devem permanecer no suporte durante um período de tempo para que as substâncias se depositem. A duração exacta da exposição é determinada pela fábrica. Uma máquina de aço molda as tampas para o terminal positivo da bateria, que são posteriormente fundidas à bateria. As tampas são produzidas com aço magnético com um peso de 1800 toneladas métricas. O aço é introduzido na máquina.
- Etiquetagem. As etiquetas isolam a superfície condutora da pilha para evitar qualquer contacto acidental.
- Na fábrica, as baterias são testadas quanto a fugas e envelhecimento acelerado utilizando um forno localizado numa área separada das instalações. Cada bateria é submetida a três condições de inspeção diferentes, que incluem temperatura elevada, humidade e um teste de ciclo de temperatura em que a temperatura flutua de alta para baixa e chega a atingir 29 graus Celsius negativos. Estas inspecções são efectuadas diariamente.
A bateria tem uma vida útil de 7 anos ou mais quando utilizada corretamente. Se a pilha incluir um conservante (que também permite que seja armazenada sem carga durante 2 anos), recomenda-se que a pilha seja descarregada e recarregada várias vezes antes de ser totalmente utilizada. Este processo permite que a pilha adquira novas características e restaure a sua capacidade original através da desintegração do eletrólito nocivo. Em contrapartida, as pilhas normais sem conservantes têm tendência a deteriorar-se ao fim de 1 ano.5 – 2 anos se não for utilizada.
Como carregar corretamente as pilhas de iões de lítio
Para garantir a longevidade da bateria, é fundamental evitar esgotar totalmente o dispositivo e não o carregar a 100%. A adoção destas práticas pode levar a um envelhecimento rápido e a uma diminuição da capacidade da bateria ao longo do tempo.
Certifique-se de que não carrega o dispositivo durante mais de 2 a 3 horas
Para garantir a longevidade da bateria de iões de lítio, esta deve ser armazenada a uma temperatura de 15 graus Celsius e mantida a um nível de carga de 50%. Ao respeitar estas directrizes, a bateria manter-se-á eficaz até 10 anos.
Se a bateria tiver sido exposta a temperaturas frias durante mais de 5 minutos, é importante deixá-la descongelar à temperatura ambiente durante 30 minutos antes de a ligar a uma fonte de alimentação. Evite armazenar a bateria perto de fontes de calor ou a temperaturas elevadas (acima de 18 graus Celsius), pois isso pode acelerar o processo de envelhecimento e diminuir a sua funcionalidade.
Para carregar a bateria, utilize apenas o carregador fornecido com o aparelho. Embora as baterias de iões de lítio possam ser carregadas com um carregador portátil, não se recomenda que sejam carregadas com um computador portátil.
Além disso, é aconselhável carregar as baterias de lítio sem esperar que o telemóvel ou o computador portátil se desligue completamente.
Quando a bateria é ligada à tomada eléctrica, os iões de lítio no seu interior começam a mover-se de forma desordenada, aumentando em número a cada minuto que passa. Ao atingir uma carga de 90%, a corrente que flui através da bateria diminui, fazendo com que o LED 1 se desligue e o LED 2 se ligue. No entanto, se o carregador for desligado duas horas depois de a bateria ter atingido a carga total, a bateria começará a deteriorar-se lentamente ao longo do tempo.
É importante evitar interrupções prolongadas durante o carregamento do dispositivo.
Para armazenamento a longo prazo, as baterias de iões de lítio devem ser mantidas num local seco à temperatura ambiente. Ao utilizar as pilhas, é necessário considerar as propriedades de recarga dentro do intervalo de 2.3 V a 4.35 V. A descarga completa da bateria deve ser evitada. Além disso, recomenda-se que a bateria seja armazenada num local escuro a uma temperatura entre 0 graus e a temperatura ambiente, com um nível de carga de 50 por cento. A bateria deve ser carregada e descarregada pelo menos uma vez por mês. Se a bateria não tiver sido carregada durante mais de um ano, é aconselhável recarregá-la a 50 por cento e descarregá-la várias vezes. É importante proteger a bateria de iões de lítio de choques físicos e mecânicos, bem como da exposição a substâncias térmicas.
É possível carregar uma bateria deformada? Não, uma bateria deformada deve ser deitada fora em vez de tentar carregá-la.
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