1. Tensão (V)
Tensão de circuito aberto: A tensão de uma bateria quando não está conectada a nenhum circuito externo ou carga. A tensão de circuito aberto está um pouco relacionada à energia restante da bateria e é frequentemente usada para indicação do nível da bateria.
Tensão de operação: A diferença de potencial entre os terminais positivo e negativo de uma bateria quando ela está conectada a um circuito e a corrente está fluindo. Também é conhecido como tensão de carga. Durante a descarga da bateria, a tensão de operação é menor do que a tensão de circuito aberto devido à resistência interna que precisa ser superada pela corrente que flui através da bateria.
Tensão de corte de descarga: A tensão atingida pela bateria no final do processo de descarga quando ela está totalmente descarregada. Continuar a descarregar além dessa tensão pode causar descarga excessiva, o que pode ser prejudicial à vida útil e ao desempenho da bateria.
Tensão limite de carregamento: A tensão na qual o processo de carregamento faz a transição de uma corrente constante para um modo de carregamento de tensão constante.
2. Capacidade da bateria (Ah)
Definição: A capacidade da bateria refere-se à quantidade de carga elétrica que uma bateria pode armazenar. É um parâmetro importante para o desempenho da bateria e é determinado pelo material ativo nos eletrodos.
Unidade: A capacidade é denotada por C e é expressa em ampères-hora (Ah) ou miliamperes-hora (mAh).
Fórmula: C = It, onde a capacidade da bateria (Ah) é igual à corrente (A) multiplicada pelo tempo de descarga (h).
Exemplo: Para uma bateria com capacidade de 10 Ah, uma corrente de descarga de 5 A pode durar 2 horas, enquanto uma corrente de descarga de 10 A pode durar 1 hora.
Fatores que afetam a capacidade: A capacidade real de uma bateria é influenciada principalmente por fatores como a quantidade e qualidade do material ativo e a eficiência de utilização do material ativo.
Capacidade nominal: A capacidade de uma bateria medida sob condições especificadas, conforme fornecido pelo fabricante.
Capacidade utilizável: A quantidade de eletricidade descarregada de uma bateria totalmente carregada sob condições especificadas.
Capacidade teórica: A capacidade máxima que uma bateria pode liberar teoricamente, assumindo a utilização completa do material ativo.
3. Energia da bateria (Wh)
Definição: A energia da bateria refere-se à quantidade de energia armazenada em uma bateria e é expressa em watts-hora (Wh).
Fórmula: Energia (Wh) = Tensão Nominal (V) × Corrente de Operação (A) × Tempo de Operação (h).
Exemplo: A energia de uma única célula com uma tensão nominal de 3,2 V e uma capacidade de 15 Ah é de 48 Wh. A energia de uma bateria com uma tensão nominal de 3,2 V e uma capacidade de 100 Ah é de 320 Wh.
A energia da bateria é um parâmetro importante para medir a capacidade de uma bateria de realizar trabalho. A capacidade por si só não pode determinar a quantidade de trabalho que pode ser feita.
4. Densidade de energia (Wh / kg)
Definição: A densidade de energia refere-se à quantidade de energia liberada por unidade de volume ou unidade de massa. É comumente expresso como densidade de energia volumétrica (Wh/L) ou densidade de energia gravimétrica (Wh/kg).
Exemplo: Por exemplo, se uma bateria de íons de lítio pesa 325g, tem uma tensão nominal de 3.7 V e uma capacidade de 10 Ah, sua densidade de energia seria de 113 Wh/kg. A tabela a seguir representa valores teóricos e, em aplicações práticas, fatores como o invólucro da bateria, componentes e outros aspectos de sua estrutura precisam ser considerados.
Atualmente, as baterias de íons de lítio têm densidades de energia três vezes maiores do que as baterias de níquel-cádmio e 1,5 vezes maiores do que as baterias de níquel-hidreto metálico. A densidade de energia é determinada pela densidade do material e estrutura da bateria.
5. Potência e densidade de potência
Potência: Potência refere-se à quantidade de energia produzida por uma bateria por unidade de tempo sob um regime de descarga específico. É medido em watts (W) ou quilowatts (kW).
Densidade de potência: A densidade de potência, também conhecida como potência específica, é a saída de energia por unidade de massa ou unidade de volume de uma bateria. É medido em watts por quilograma (W/kg) ou watts por litro (W/L).
A potência específica é um indicador importante para avaliar se uma bateria ou bateria atende às capacidades de aceleração e subida dos veículos elétricos.
6. Taxa de descarga (A)
Definição: A taxa de descarga refere-se ao valor atual necessário para descarregar a capacidade nominal de uma bateria (C) dentro de um tempo especificado. É numericamente igual a um múltiplo da capacidade nominal da bateria.
Exemplo: Tomando uma bateria de 10Ah como exemplo, uma taxa de descarga de 2A corresponde a uma taxa de descarga de 0,2C, enquanto uma taxa de descarga de 20A corresponde a uma taxa de descarga de 2C.
7. Modos de carregamento
CC/CV: CC significa carregamento de corrente constante, onde uma corrente fixa é aplicada à bateria durante o carregamento. CV significa carregamento de tensão constante, onde uma tensão fixa é aplicada à bateria e a corrente de carga diminui gradualmente à medida que a bateria fica totalmente carregada.
Carregamento lento: O carregamento lento refere-se ao carregamento da bateria com uma corrente inferior a 0.1C. É comumente usado quando a bateria está quase totalmente carregada. Se não houver um requisito estrito para o tempo de carregamento, recomenda-se o carregamento lento.
Carregamento flutuante: O carregamento flutuante envolve a manutenção de uma tensão constante de carregamento para manter a bateria em um determinado estado de carga.
8. Estado de carga (SOC) e profundidade de descarga (DOD): representando a capacidade da bateria
Estado de carga (SOC): O estado de carga refere-se à porcentagem de capacidade restante em uma bateria em comparação com sua capacidade totalmente carregada após a descarga.
Profundidade de descarga (DOD): A profundidade de descarga é um parâmetro que representa o nível de descarga de uma bateria e é igual à capacidade real descarregada como uma porcentagem da capacidade nominal.
Descarga profunda: A descarga profunda refere-se à extensão em que a capacidade de uma bateria de 50% ou mais é descarregada.
Exemplo: SOC e DOD são expressos como porcentagens. Por exemplo, se uma bateria com capacidade de 10Ah for descarregada até uma capacidade de 2Ah, ela pode ser chamada de 80% DOD. Se a mesma bateria for carregada com uma capacidade de 8Ah, ela estará em 80% SOC. Quando uma bateria está totalmente carregada ou totalmente descarregada, ela geralmente é chamada de 100% DOD.
9. Taxa de autodescarga (% / mês)
Definição: A taxa de autodescarga refere-se à diminuição gradual da capacidade de uma bateria durante o armazenamento, expressa como uma porcentagem da capacidade da bateria.
Causas: A taxa de autodescarga é causada principalmente pelas reações químicas que ocorrem entre os eletrodos e o eletrólito na bateria. Essas reações resultam no consumo de materiais ativos e na redução da energia química convertida em energia elétrica, levando à diminuição da capacidade da bateria.
Fatores que afetam a autodescarga: A temperatura ambiente tem um impacto significativo, pois temperaturas mais altas podem acelerar a autodescarga da bateria.
Representação: A taxa de autodescarga é expressa como uma porcentagem por mês, representando o decaimento da capacidade (taxa de autodescarga) da bateria.
Impacto: a autodescarga reduz diretamente a capacidade da bateria e afeta o desempenho do armazenamento. Quanto menor a taxa de autodescarga, melhor o desempenho de armazenamento da bateria.
10. Ciclo de vida (ciclos)
Definição: No contexto das baterias recarregáveis, um ciclo refere-se a um processo completo de carga e descarga. A capacidade de uma bateria diminui gradualmente após ciclos repetidos de carga e descarga. Quando a capacidade da bateria cai para 80% em condições específicas de descarga, o número de ciclos pelos quais a bateria passou é conhecido como ciclo de vida.
Fatores que afetam o ciclo de vida: Vários fatores podem influenciar o ciclo de vida de uma bateria, incluindo uso inadequado da bateria, materiais da bateria, composição e concentração do eletrólito, taxa de carga-descarga, profundidade de descarga (DOD%), temperatura, processos de fabricação e muito mais.
11. Efeito de memória
Definição: O efeito memória nas baterias refere-se à capacidade de carga reduzida de uma bateria que não foi totalmente descarregada antes do próximo ciclo de carregamento. É a porcentagem da capacidade da bateria que pode ser carregada na carga subsequente.
Causa: O efeito memória ocorre quando certas substâncias na bateria cristalizam ou se aglomeram, reduzindo a atividade do eletrodo negativo. Por exemplo, em baterias de níquel-cádmio, o cádmio (Cd) pode se acumular e formar grandes aglomerados, diminuindo a reatividade do eletrodo negativo.
Prevenção: Para evitar o efeito de memória nas baterias, é necessário descarregar totalmente a bateria antes de recarregar. Isso ajuda a eliminar qualquer cristalização ou aglomeração e garante uma capacidade de carga ideal.
As baterias de íons de lítio não têm efeito de memória.
12. Planalto de descarga
O platô de descarga refere-se à parte da curva de descarga onde a tensão permanece relativamente estável. Um platô de descarga mais alto, mais longo e mais estável indica melhor desempenho de descarga da bateria.
13. Consistência da bateria
Uma bateria é formada pela conexão de várias células de bateria individuais em série ou paralelo. O desempenho geral e a vida útil da bateria dependem da célula de desempenho mais fraco dentro dela, destacando a importância da alta consistência no desempenho de cada célula da bateria. Além das variações de desempenho inerentes entre células individuais e da qualidade das matérias-primas, o processo de fabricação desempenha um papel significativo. Melhorias no processo de fabricação são cruciais para melhorar a qualidade da bateria.
14. Formação
A formação é o processo de ativação dos materiais ativos nos eletrodos positivo e negativo de uma bateria por meio de métodos específicos de carga e descarga após a fabricação da bateria. Este processo melhora o desempenho de carga e descarga da bateria, bem como seu desempenho geral em termos de autodescarga e armazenamento. O verdadeiro desempenho de uma bateria é realizado após o processo de formação. Além disso, o processo de classificação durante a formação pode melhorar a consistência das baterias, resultando em melhor desempenho da bateria final.
