Como carregar a bateria LiFePO4?

Como carregar a bateria LiFePO4?

Se você deseja prolongar a vida útil da bateria, mantendo seu desempenho, então saber as melhores maneiras de carregar uma bateria LiFePO4 será realmente útil.

Existem várias químicas de baterias de lítio atualmente no mercado, mas o LiFePO4 é sem dúvida o melhor até hoje, especialmente para aplicações que requerem um grande banco de baterias.

Devido à sua química extremamente estável, baterias LiFePO4 fornecer uma opção muito mais segura do que outras tecnologias de lítio, que pode levar a um incêndio se manuseado incorretamente.

As baterias LiFePO4 também são muito mais resistentes e podem suportar condições elétricas e térmicas abusivas. Isso significa que eles podem resistir ao teste do tempo, realizando um grande número de ciclos sem comprometer seu desempenho.

3 Melhores maneiras de carregar uma bateria LiFePO4

1. Usando um Carregador Inteligente

Uma das melhores maneiras de carregar uma bateria é usar um carregador que corresponda à química da bateria, pois cada um tem suas particularidades.

Um carregador inteligente pode ser ajustado de acordo com o perfil de carregamento da bateria LiFePO4. Isso maximiza o desempenho e a vida útil da bateria usando uma tecnologia de carregamento otimizada.

2. Usando Painéis solares

Usar um sistema de energia solar para carregar baterias LiFePO4 não é apenas possível, mas altamente recomendado.

Isso porque a energia armazenada não é apenas retirada de outra fonte de energia (como o poder da costa), na verdade está sendo gerado por painéis solares.

Seja em uma casa, um barco, ou um trailer, um sistema de energia solar parece praticamente o mesmo :

1. Painéis solares: converter a energia da luz solar em energia elétrica.
2. Controlador de carga: regula a potência dos painéis solares de acordo com os requisitos de carga da bateria, evitando sobrecarga da bateria.
3. Bateria: armazena a energia fornecida pelos painéis solares como energia química.
4. Inversor: converte corrente contínua (produzido por painéis solares) em corrente alternada (que os aparelhos podem realmente usar).

De novo, dimensionar corretamente os componentes é fundamental para manter o sistema funcionando adequadamente.

Portanto, usar um controlador de carga que possa carregar com eficiência a bateria LiFePO4 – respeitando seus requisitos de carregamento – é crucial para garantir que a bateria funcione bem e por um longo tempo.

3. Usando um alternador (E um carregador DC-DC)

E por último mas não menos importante, outra ótima maneira de carregar uma bateria LiFePO4 é usando um alternador. Esta é uma ótima solução para RVs e barcos que possuem uma configuração de armazenamento de bateria.

O que é um alternador?

Um alternador é simplesmente um gerador que converte energia mecânica em energia elétrica. Gera corrente alternada (daí o nome), que o retificador conectado ao alternador converte em corrente contínua.

Este dispositivo é uma parte essencial do sistema elétrico de todos os veículos com motor de combustão. Ele carrega a bateria de arranque, usado para ligar o motor do veículo.

Com alguns ajustes, você pode usar este sistema elétrico para carregar seu banco de baterias (nesse caso, baterias LiFePO4) enquanto dirige seu veículo.

Porque as baterias LiFePO4 têm uma baixa resistência interna quando não estão totalmente carregadas, eles podem extrair qualquer quantidade de corrente do alternador, que pode superaquecer o alternador e danificar a bateria.

Um carregador DC/DC atua limitando a corrente extraída do alternador, evitando o problema de superaquecimento. Também regula a tensão de saída para a tensão de carga necessária da bateria LiFePO4, protegendo-o de sobrecarga.

O que acontece dentro de uma bateria LiFePO4 quando ela é carregada?

Antes que possamos responder com sucesso a esta pergunta, aqui estão algumas coisas importantes para saber:

As células de fosfato de ferro de lítio são feitas de quatro componentes principais:

1. Cátodo: LiFePO4
2. Ânodo: Grafite (que armazena lítio por intercalação)
3. Eletrólito: Sais de lítio em solvente orgânico
4. Separador: Membrana microporosa de polietileno

Abaixo está uma ilustração que ajuda a entender o processo de carregamento:

Então, quando um LiFePO4 é carregado, a aplicação de energia externa força os elétrons a fluir para o eletrodo negativo. Este resultado é o fluxo de íons de lítio do cátodo para o ânodo.

Ao descarregar, acontece o contrário. Os íons de lítio se movem do ânodo para o cátodo, enquanto os elétrons fluem para o eletrodo positivo, através da carga.

Uma vez totalmente carregado, os íons de lítio na bateria estão localizados principalmente no grafite, então não há muitos elétrons restantes para se mover do cátodo para o ânodo.

Neste ponto, a aplicação de energia externa deve parar. Os sistemas de gerenciamento de bateria detectam quando a bateria está totalmente carregada e interrompem o processo de carregamento, evitando sobrecarga.

Qual é a maneira mais segura de carregar uma bateria LiFePO4?

Ao contrário de outros produtos químicos de bateria de lítio, o LiFePO4 é muito seguro devido à sua estabilidade térmica e química superior.

Isso porque LiFePO4 é naturalmente um composto estável. A ligação P-O (no PO43- espécies) é bem forte, então quando a bateria é abusada (sobrecarregado ou em curto-circuito), os átomos de oxigênio não são liberados tão facilmente.

Como resultado, células de fosfato de ferro de lítio são muito mais difíceis de inflamar. Esta é uma característica importante que os torna muito superiores a outras baterias de lítio.

Embora as baterias LiFePO4 sejam uma tecnologia relativamente segura, é extremamente importante respeitar os parâmetros de carregamento discutidos neste artigo para evitar riscos de segurança.

A maneira mais segura de carregar essas baterias seria respeitando as especificações exatas da bateria, em termos de tensão, temperatura de carregamento ideal, uso de fios apropriados, etc, se você usa um carregador LiFePO4, um sistema solar, ou qualquer outra forma.

Perguntas frequentes

• É possível usar um carregador de bateria de chumbo-ácido?

Resposta simples: é possível, mas você tem que ter MUITO CUIDADO e arrisca a vida da bateria.

Se você quiser usar um carregador de chumbo-ácido em uma bateria de lítio, você pode, CONTUDO, você NÃO deve usar um carregador de chumbo-ácido se ele tiver um “modo de equalização” automático, que não pode ser desligado permanentemente. Um carregador de chumbo-ácido que pode ser configurado para carregar não mais que 14,6v pode ser usado para carregamento regular e DEVE ser desconectado depois que a bateria estiver totalmente carregada. NÃO deixe o carregador de chumbo-ácido conectado para manter ou armazenar a bateria, porque a maioria NÃO manterá o algoritmo de carga de tensão adequado para baterias de lítio e ocorrerão danos à bateria e isso não é coberto pela garantia da bateria.

Em última análise, usar um carregador de bateria com um algoritmo de carga de lítio específico é a melhor opção para o máximo desempenho e vida útil de qualquer bateria de lítio.

• Quando devo cobrar?

Você pode carregar suas baterias LiFePO4 após cada uso ou quando elas estiverem descarregadas até 80% DOD (20% SOC).

• Qual é a faixa de temperatura para carregar baterias LiFePO4?

As baterias LiFePO4 podem ser carregadas com segurança entre 0°C e 45°C (-32°F a 113°F). Não carregue abaixo de 0°C (-32°F) sem aquecimento, pois isso pode danificar a bateria.

• Por que você não deve carregar uma bateria LiFePO4 abaixo 0 graus？

Carregar uma bateria de lítio em temperaturas ambiente abaixo de 0°C / 32°F deve ser evitado. A razão para isso é que pode danificar a bateria e / ou reduzir sua vida útil. A temperatura ambiente ideal para carregar uma bateria de lítio é de +5°C a +45°C / 41°F a 113°F.

Ao tentar carregar uma bateria de lítio abaixo de 0°C / 32°F ocorre uma reação química referida como "Chapeamento de Lítio". O revestimento de lítio é causado pela corrente de carga forçando os íons de lítio a se moverem a uma taxa de reação mais rápida e se acumularem na superfície do ânodo.

Quando esta reação química ocorre, a resistência interna da bateria aumenta e reduz a taxa de metabolismo químico. Esta reação química causa uma redução permanente da capacidade da bateria e continuará a reduzir sua capacidade cada vez que essa reação ocorrer.

Se você planeja usar uma bateria de lítio em um local que pode cair abaixo de 0°C / 32°F, você deve ser cauteloso ao tentar carregar a bateria. Simplesmente esperar que a temperatura suba durante o dia é uma solução simples. Também é aconselhável ter as baterias montadas em um local que tenha uma temperatura ambiente mais alta do que a temperatura externa.

Ter um BMS que possa monitorar a temperatura das baterias será benéfico e conveniente. Com o toque de um botão, você pode ver qual é a temperatura da bateria e, portanto, se é seguro carregar.

• Posso descarregar totalmente uma bateria LiFePO4?

Embora as baterias LiFePO4 possam ser descarregadas para 100% de sua capacidade. Para otimizar o desempenho da sua bateria LiFePO4, alcançar um ciclo de vida mais elevado, e evite que o BMS desconecte a bateria, recomendamos limitar a descarga a 80% capacidade.

Se o BMS desligar a bateria devido a baixa tensão, no 100% profundidade de descarga, remova a carga e recarregue com um carregador LiFePO4 para reativar o BMS.