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A Bateria de Lítio

Atualizado: Jan 9


Sendo o seu preço bastante mais elevado que as baterias tradicionais é de todo importante conhecer como é constituída uma bateria de Lítio e o que fazer para a manter ativa por mais tempo prolongando a sua vida útil.

As baterias de Lítio não possuem na sua composição metais pesados tais como o chumbo, cádmio ou mercúrio fazendo delas melhores amigas do ambiente. São formadas por um cátodo em liga de lítio (LiCoO2, LiMn2O4, etc), um ânodo em carbono (C) e eletrólito formado por sais de lítio (LiCIO4) dissolvidos em componentes orgânicos. Para além destes metais e compostos mais nobres das suas células este tipo de baterias vêm equipadas com um sistema eletrónico de controlo, por célula, designado por BMS (battery monitoring system) ao qual procede á monitorização de cada célula contra sobrecargas de tensão, corrente e temperatura de modo a garantir a segurança e estabilidade da bateria justificando assim o seu maior preço quando comparada com uma bateria comum.

As baterias com células de Lítio oxidam internamente com o tempo devido aos processos químicos a que estão sujeitas. Esta é uma das causas que limitam a sua vida util que é, em média, situada entre os 3 e 4 anos. Em alguns casos, se bem cuidada, poderá atingir ou mesmo superar a barreira dos 5 anos de duração em condições aceitáveis de funcionamento.

Seguindo a informação anterior não faz sentido parar de utilizar a bateria pensando que desta forma ela irá durar mais tempo, pelo contrário, a não utilização da mesma pode mesmo acelerar o processo de deterioração das células. Mesmo estando guardada a bateria deve ser carregada até aproximadamente 70% da capacidade, pelo menos de 2 em 2 meses. Na prática isto equivale a uma carga parcial de cerca de meia hora cada 2 meses  se tiver guardado a bateria ainda com 50% da capacidade.

      A durabilidade da bateria também é tida em conta pelo número de ciclos de carga e descarga que a mesma consegue realizar. O número de ciclos será tanto maior consoante seja a boa preservação e cuidado da bateria por parte do utilizador. Em média as baterias de polímeros de Lítio (Li-Pol) e iões de lítio (Li-ion) fornecidas pela SanelKit efetuam entre 600 e 800 ciclos de carga/descarga. As baterias com química de fosfatos de lítio LiFePO4 podem atingir 1500 a 2000 ciclos. As principais condicionantes á durabilidade da bateria serão descritas mais abaixo.


Considerações Finais a Reter

Quando se fala em 600 ciclos de carga de uma bateria com células de lítio não significa que ao fim de a carregar 600 vezes esta deixe de reter a carga. Este tipo de baterias tem um comportamento distinto das demais. O ciclo de uma bateria de lítio recarregável é a soma acumulada de descarga aproximadamente igual à capacidade total de carga. Por exemplo, se utilizar a sua bicicleta 5 dias por semana mas no seu percurso apenas utiliza 20% da carga da bateria, mesmo que a mesma seja carregada todos os dias, isto irá representar apenas 1 ciclo de carga/descarga por semana (5x20%=100% da carga total). A partir de aproximadamente 18 meses ou 300 a 400 ciclos de carga/descarga realizados a bateria encontra-se na metade da sua vida útil estimada e se cuidada convenientemente conseguirá manter uma eficácia na ordem dos 80% da sua capacidade inicial que irá reduzindo progressivamente até o seu fim de vida utilizando ou não a bateria, sendo necessário carregar mais frequentemente e não realizando tantos Km na sua bicicleta como quando nova. Esta durabilidade é superior em cerca de 15% nas baterias cujo composto é formado por fosfatos de ferro de lítio (LiFePO4) em comparação com o leve composto de polímeros de lítio das nossas baterias com células Panasonic (Li-Pol) e iões de lítio (Li-ion) da Samsung. O composto LiFePO4 para além da maior durabilidade garante ainda melhor tolerância ás temperaturas desfavoráveis, perdendo apenas no fator peso uma vez que utiliza o ferro (Fe) na sua composição. Para além do peso tem que se ter também em conta que têm um valor mais elevado no acto de compra pelo que só compensará o investimento se realmente  for feito uso intensivo da mesma com várias cargas/descargas por dia durante todo o ano.

Estes são os tipos de química mais utilizada nas baterias fornecidas pela SanelKit por reunirem melhores prestações de funcionamento. Quando o fator peso é muito relevante aconselhamos aos nossos estimados clientes as baterias de polímeros de lítio (células Panasonic). Este tipo de bateria permite uma construção mais compacta e leve devido ao eletrólito de polímero seco utilizado. Mantém as mesmas características da bateria de Li-ion em termos de performance sendo mais leve cerca de 15% para a mesma capacidade. Mais apelativas, leves e de grande qualidade fazem delas uma das melhores escolhas no que toca a baterias para bicicletas elétricas.

Outra tipo de baterias bastante eficazes e de grande qualidade são as de iões de Lítio (Li-ion) de alta descarga da Samsung (taxa 3C). Ideais para quem utilize um equipamento de alta potência mas não necessita de muita autonomia fazendo destas uma boa opção com baixo peso e pequena dimensão sem comprometer a durabilidade. A seguir descrevem-se as principais medidas para promover a durabilidade e boa prestação da sua bateria.


Medidas que promovem maior desempenho e durabilidade da bateria

Para além das medidas de segurança e cuidado descritas na bateria seguem-se mais alguns pontos que o ajudarão a garantir a maior longevidade da mesma.

- Deixe sempre arrefecer a bateria antes de iniciar a recarga. A temperatura ideal de carga é de 20Cº. Após uma utilização a temperatura interna aumenta considerávelmente. É conveniente aguardar, no mínimo, 30 min. antes de iniciar a recarga de modo ás células arrefecerem e estabilizarem a sua tensão. O ideal será aguardar pelo menos 1 hora. Evite também carregar a bateria num ambiente com temperatura superior a 35Cº. Este é um dos pontos mais importantes na preservação da sua bateria.

- Evite descargas acentuadas da sua bateria circulando em subidas de grande inclinação usando o acelerador sem dar auxilio (pedalar) ao motor. È certo que o controlador limita a corrente do motor até o máximo de 17Amp. (no caso dos controladores de 250W) mas obrigar a bateria a descargas rápidas constantes acelera a sua degradação e causa um menor tempo de vida como consequência. Situações pontuais são toleráveis. No caso de ter no seu percurso vários Km de subidas de grande inclinação opte por uma bateria de superior capacidade aumentando assim a longevidade da mesma devido a esta manter uma taxa de descarga significativamente abaixo dos 2C.

- Recarregue sempre a sua bateria após cada utilização (se tiver realizado pelo menos 5Km) independentemente do estado de carga exceto se a for guardar por um período superior a um mês. Este tipo de bateria não sofre do chamado efeito de memória de carga sendo recomendável a recarga parcial ás recargas completas. As descargas completas que levam a bateria até a sua minima capacidade são de todo desaconselhadas. Não recarregue na totalidade se não for utilizar a bicicleta durante mais de 4 semanas, mais detalhes no tópico seguinte.

- Não deve nunca deixar a bateria descarregar completamente. A descarga completa de uma célula de lítio origina a sua destruição. Por essa razão é que o sistema de gestão da bateria (BMS) desliga a mesma quando esta atinge uma tensão demasiadamente baixa. Esta proteção também é realizada pelo controlador que corta a alimentação ao motor caso a tensão da bateria seja inferior a +/-  31V. Se não utilizar a sua bicicleta elétrica durante um longo período conserve a sua bateria num local fresco e seco (entre 10ºC e 30ºC) efetuando uma carga parcial de aproximadamente 60% (verifique no indicador de carga na bateria e desligue o carregador quando atingir o 3º traço de carga). Não guarde nunca a bateria descarregada pois esta com o tempo pode atingir uma tensão demasiadamente baixa que poderá originar a degradação de alguma célula. No caso de armazenamento prolongado  efetue uma descarga e carga parcial pelo menos de 2 em 2 meses ligando o carregador cerca de 20min e, se possível, colocar a bicicleta em funcionamento 10min.

- Não exponha a sua bateria diretamente ao sol ou a temperaturas elevadas. As temperaturas altas são o principal inimigo de uma bateria de lítio. Se estacionar a sua bicicleta numa zona exposta ao sol retire a bateria ou proteja-a da radiação solar. Temperaturas superiores a 65ºC podem causar danos irreversíveis na mesma. As temperaturas baixas causam perda de autonomia mas não produzem danos significativos. A bateria manterá as suas capacidades logo que as células da mesma atinjam a temperatura ideal de funcionamento.

- De modo nenhum a bateria deve ficar armazenada num ambiente húmido.  Embora possa circular com a sua bicicleta elétrica à chuva não deve armazenar a bateria num ambiente húmido. Em funcionamento a bateria mantêm-se quente não sendo problema a humidade envolvente.

Se morar em climas muito quentes ou muito frios e utilizar a bicicleta diariamente com percursos de quilometragem considerável (+ de 40Km), opte por uma bateria de fosfato de lítio (LiFePO4) se realmente não pode evitar exposições de calor e frio acentuadas. Estas são mais resistentes ás temperaturas menos favoráveis e a diferença de preço, nestes casos,  compensará pela superior durabilidade em condições difíceis, as desvantagens para além do preço são o peso que é aproximadamente 25% superior ás de Li-ion e a necessidade de caixas maiores para alojar as células não havendo tanta variedade de modelos disponíveis estando limitados a "packs" de bateria sem caixa ou a modelos de montagem na traseira com suporte.



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