A bateria de íon-lítio funciona com base na movimentação de íons de lítio entre os eletrodos positivo e negativo. Durante o processo de carga, os íons Li+ são inseridos e removidos entre os dois eletrodos: os íons Li+ são removidos do eletrodo positivo e inseridos no eletrodo negativo através do eletrólito durante a carga, e o eletrodo negativo fica em um estado rico em lítio. O processo oposto ocorre durante a descarga elétrica.
1. Princípio de carregamento debateria de íon de lítio
As baterias de íon-lítio funcionam com base no princípio de carga e descarga. Quando a bateria é carregada, íons de lítio são gerados no lado positivo da bateria, e os íons de lítio resultantes viajam através do eletrólito até o lado negativo.
Como eletrodo negativo, o carbono possui uma estrutura em camadas com muitos microporos. Os íons de lítio que chegam ao eletrodo negativo ficam incorporados nos microporos da camada de carbono. Quanto mais íons de lítio incorporados, maior a capacidade de carga.
Da mesma forma, quando uma bateria é descarregada (que é o que fazemos com as baterias), os íons de lítio incorporados na camada de carbono negativa escapam e retornam ao eletrodo positivo. Quanto mais íons de lítio retornarem ao eletrodo positivo, maior será a capacidade de descarga. O que normalmente chamamos de capacidade da bateria é, na verdade, a capacidade de descarga.
As baterias de íon-lítio geralmente requerem que o processo de carregamento seja controlado em quatro estágios: carregamento lento (pré-carregamento com baixa tensão), carregamento com corrente constante, carregamento com tensão constante e término do carregamento.
Quando a bateria de íon-lítio é conectada diretamente à fonte de alimentação e carregada sem um chip de gerenciamento de carga, ela entra repentinamente em um pico de corrente em caso de baixa carga, o que pode danificá-la. Devido à alta corrente e ao rápido aquecimento, a vida útil da bateria será reduzida.
Os requisitos básicos para o carregamento de baterias de íon-lítio são corrente e tensão de carga específicas, de forma a garantir um carregamento seguro. O modo de carregamento de baterias de íon-lítio é o de corrente constante com limite de tensão, controlado por um chip de circuito integrado (CI).
2. Qual é a corrente de carga de uma bateria de íon-lítio?？
As baterias de íon-lítio geralmente aceitam uma corrente de carga máxima de 1C ou menos, e as baterias de laptops têm uma taxa de carga máxima de 0,9C. A chamada taxa de carga de 1C refere-se à capacidade de carga equivalente a uma vez a corrente, com um tempo de carregamento de 1 hora. Na realidade, para uma longa vida útil da bateria, é necessário carregá-la por 4 a 10 horas a uma taxa de 0,1-0,3C.
A norma nacional estipula que a corrente de carga de uma bateria de íon-lítio é de 0,2C a 1C, e a corrente de carga de uma bateria de 100Ah pode ser de 20A a 100A. Ou seja, para uma bateria com capacidade de 1500mAh, se ela for carregada a 0,2C, a corrente de carga será de 0,2 × 1500 = 300mA durante 5 horas.
Baterias de fosfato de ferro-lítiogeralmente pode usar corrente de carga e descarga de 1C ou superior (15C), sendo, portanto, mais adequado para baterias de lítio de alta potência.
Geralmente, a corrente de carga das baterias de íon-lítio é definida entre 0,2C e 1C. Quanto maior a corrente, mais rápido o carregamento e maior o aquecimento da bateria. Além disso, se a corrente for muito alta, a capacidade da bateria não será totalmente carregada, pois a reação eletroquímica dentro da bateria leva tempo.