Estrutura e princípios da célula LiPo
Uma célula de polímero de lítio (LiPo) é composta por um ânodo (grafite), um cátodo (óxido de lítio) e um eletrólito de polímero. A tensão nominal de uma única célula é de 3,7 V, a tensão com carga completa é de 4,2 V e a tensão mínima segura de descarga é de 3,0 V (embora, na prática, não se deva descer abaixo de 3,3 a 3,5 V sob carga).
As baterias LiPo ligam as células em série, indicado pelo símbolo S. Uma bateria 3S são três células em série que dão 11,1 V nominais (12,6 V carregada). Uma bateria 4S são 14,8 V nominais (16,8 V carregada). Uma disposição de células em paralelo (indicada por P) aumenta a capacidade. Por exemplo, 3S2P são seis células, três em série e duas em paralelo.
Taxa C e corrente de descarga
O valor C indica a corrente de descarga máxima em relação à capacidade da bateria. Se uma bateria tiver uma capacidade de 2200 mAh e um valor C nominal de 25C, a corrente de descarga contínua máxima é de 2,2 A x 25 = 55 A.
Os fabricantes indicam normalmente dois parâmetros: a taxa C contínua e a taxa C de pico. A contínua é a corrente que a bateria pode fornecer durante um período prolongado sem sobreaquecer. A de pico (por exemplo 50C) é a corrente permitida em impulsos curtos (alguns segundos). Usa o valor contínuo para dimensionar o sistema de potência.
As taxas C reais são muitas vezes exageradas pelos fabricantes. Uma regra prática é assumir que a taxa C contínua real é 30% a 50% inferior à anunciada. Uma bateria indicada como 30C pode, na realidade, fornecer com segurança uma corrente correspondente a 15C a 20C. Os sintomas de sobrecarga incluem uma queda acentuada de tensão sob carga e um forte aquecimento da bateria.
Carregamento com balanceamento
O carregamento com balanceamento é o único método seguro para carregar baterias de várias células. O carregador monitoriza a tensão de cada célula de forma independente e iguala-as para que todas atinjam 4,2 V no fim da carga.
Sem balanceamento, as células podem desequilibrar-se em tensão. Uma célula pode atingir 4,3 V (sobrecarga perigosa) enquanto outra está apenas a 4,1 V. Sobrecarregar uma célula LiPo acima de 4,25 V acarreta risco de inchaço, fuga de eletrólito e incêndio.
A corrente de carga padrão é 1C (para uma bateria de 2200 mAh são 2,2 A). O carregamento rápido a 2C é aceitável em baterias homologadas para tal pelo fabricante, mas reduz a vida das células. Nunca exceda a corrente de carga máxima indicada pelo fabricante.
Tensão de armazenamento
As baterias LiPo não devem ser armazenadas nem totalmente carregadas (4,2 V por célula) nem totalmente descarregadas (3,0 V por célula). A tensão de armazenamento ótima é de 3,80 a 3,85 V por célula, o que corresponde a cerca de 40% a 50% da capacidade.
A maioria dos carregadores modernos tem um modo de armazenamento que carrega ou descarrega automaticamente a bateria até à tensão de armazenamento. Guardar uma bateria totalmente carregada durante um período prolongado (semanas) acelera a degradação das células e aumenta o risco de inchaço.
Armazene as baterias num local seco e fresco (15 a 25 graus Celsius). Evite temperaturas acima de 40 graus (por exemplo, dentro de um carro no verão). As temperaturas elevadas aceleram o envelhecimento químico das células.
Segurança contra incêndios
As células LiPo contêm um eletrólito inflamável. Danos mecânicos (perfuração, esmagamento), sobrecarga, descarga profunda ou um curto-circuito podem desencadear uma fuga térmica, uma reação térmica descontrolada que termina em fogo.
Carregue sempre as baterias num saco ignífugo para LiPo (saco LiPo Safe) ou sobre uma superfície não inflamável (cerâmica, metal). Nunca carregue baterias sem vigilância. Nunca carregue sobre um tapete, uma mesa de madeira ou perto de materiais inflamáveis.
Mantém à mão um extintor de pó seco ou areia. A água é ineficaz em incêndios de LiPo (e pode piorar a situação). Uma bateria LiPo a arder liberta fumos tóxicos, por isso, em caso de incêndio, areja a sala ou leva a bateria a arder para o exterior usando tenazes metálicas.
Sinais de dano na bateria
Uma bateria inchada (empolada) é sinal de que está a ser gerado gás no interior da célula pela decomposição do eletrólito. Uma bateria inchada não pode continuar a ser usada nem carregada. Mesmo um ligeiro inchaço é um sinal de alerta.
Outros sintomas de dano incluem: uma queda acentuada de tensão sob carga (aumento da resistência interna), tensões de células desiguais após a carga (uma diferença superior a 0,05 V apesar do balanceamento), danos físicos na caixa (mossas, cortes) e calor gerado durante o armazenamento.
Riscos do carregamento em paralelo
A carga em paralelo consiste em carregar várias baterias ao mesmo tempo através de uma placa de carga em paralelo ligada a um único carregador. Poupa tempo mas acarreta riscos significativos.
Antes de ligar baterias para o carregamento em paralelo, verifique se todas têm o mesmo número de células (por exemplo, todas 3S), capacidade semelhante e tensão semelhante (a diferença de tensão entre baterias não deve exceder 0,1 V por célula). Ligar uma bateria com uma tensão muito diferente provoca uma grande corrente de igualação entre baterias, com risco de sobreaquecimento e incêndio.
A carga em paralelo não substitui o balanceamento. A placa de carga em paralelo deve ter fusíveis em cada porta. Se não tens experiência com a carga de LiPo, carrega as baterias uma de cada vez. É mais lento mas muito mais seguro.
Eliminação de baterias usadas
As baterias LiPo usadas não devem ser deitadas no lixo comum. Contêm metais pesados e eletrólito inflamável. Antes de as eliminar, descarregue a bateria até uma tensão segura (abaixo de 3,0 V por célula) usando a função de descarga do carregador ou uma lâmpada de automóvel de 12 V.
Leve as baterias descarregadas a um ponto de recolha de pilhas para reciclagem. Na Polónia, estão disponíveis em lojas de eletrónica, lojas de bricolage e pontos municipais de recolha seletiva de resíduos (PSZOK). Nunca atire as baterias LiPo para o fogo, pois há risco de explosão.