Hoje, as baterias de-íon de lítio são amplamente utilizadas em smartphones, laptops, tablets, smartwatches, veículos elétricos e muitos outros dispositivos. Como esses dispositivos são usados por períodos mais longos, as pessoas estão prestando mais atenção a dois parâmetros-relacionados à bateria:saúde da bateriaecontagem do ciclo da bateria.
Muitos usuários presumem que, à medida que a contagem de ciclos continua a aumentar, a bateria deve estar se aproximando do fim de sua vida útil. No entanto, embora estes dois parâmetros estejam relacionados, representam conceitos completamente diferentes.
Contagem do ciclo da bateriareflete a quantidade cumulativa de capacidade da bateria que foi usada durante o carregamento e descarregamento, enquantosaúde da bateriaindica a capacidade restante atual da bateria e o desempenho geral.
Se você pudesse usar apenas um parâmetro para avaliar a condição atual da bateria, a integridade da bateria geralmente seria mais significativa do que a contagem de ciclos.
Uma analogia simples é pensar na contagem de ciclos como a quilometragem de um carro, mostrando quanto o veículo foi dirigido. A saúde da bateria é mais parecida com a condição real do carro, mostrando o quão bem ele está funcionando no momento.
Um ciclo não significa uma carga
Existe um equívoco comum de que uma bateria completa um ciclo toda vez que um dispositivo é carregado de 0% a 100%.
Na realidade,a contagem do ciclo da bateria não é simplesmente o número de vezes que uma bateria foi carregada.
Um ciclo completo geralmente é contado quando a bateria descarrega cumulativamente uma quantidade equivalente a100% da sua capacidade. Isso não precisa acontecer em um único processo de carga-descarga.
Por exemplo, suponha que você use 50% da capacidade da bateria hoje e a recarregue, depois use outros 50% no dia seguinte e recarregue-a novamente. O uso cumulativo da bateria é de aproximadamente 100%, o que equivale a um ciclo completo.
Portanto:
Uma sessão de carregamento não é necessariamente igual a um ciclo.
Recarregar a bateria com frequência não significa completar sempre um ciclo completo.
A contagem de ciclos é baseada no uso cumulativo da bateria, e não no número de vezes que um carregador é conectado.
Isto também desafia a crença comum de queo carregamento frequente acelera automaticamente o envelhecimento da bateria.
Usar 30% ou 40% da bateria e carregá-la novamente não adiciona imediatamente um ciclo completo. O sistema pode acumular a quantidade real de energia consumida ao longo do tempo, e um ciclo equivalente completo é contado quando o uso cumulativo atinge o equivalente à capacidade total da bateria.
Para usuários comuns, isso significa que geralmente não há necessidade de descarregar deliberadamente uma bateria de-íon de lítio até 0% antes de carregá-la novamente.
A integridade da bateria mostra quanta capacidade a bateria ainda pode suportar
A integridade da bateria é comumente expressa comocapacidade máxima.
Por exemplo, suponha que uma bateria nova tenha capacidade nominal de 5.000 mAh. Um nível de integridade da bateria próximo de 100% significa que a capacidade disponível ainda está próxima da condição original.
À medida que a bateria sofre envelhecimento químico, a sua capacidade real diminui gradualmente. Mesmo que o dispositivo ainda apresente 100% quando totalmente carregado, a bateria pode não ser mais capaz de armazenar a mesma quantidade de energia de quando era nova.
Se a saúde da bateria diminuir para aproximadamente 85%, a sua capacidade disponível poderá ser aproximadamente 85% da sua capacidade original, assumindo que outras condições são comparáveis.
Por exemplo, se um dispositivo fornecia originalmente cerca de 10 horas de uso sob uma determinada carga de trabalho, seu tempo de execução poderá diminuir à medida que a capacidade disponível da bateria diminuir.
É por isso que a saúde da bateria costuma estar mais diretamente relacionada à experiência do usuário. Em última análise, o que importa aos usuários é quanto tempo seu dispositivo pode funcionar após uma carga completa, em vez de simplesmente quantos ciclos de carga a bateria acumulou.
No entanto, para fabricantes de baterias, investigadores e engenheiros, a saúde da bateria não pode ser avaliada simplesmente a partir do número apresentado por um dispositivo de consumo. O desempenho real da bateria precisa ser medido por meio de testes controlados.
Por que a contagem de ciclos não pode ser usada sozinha para determinar a vida útil da bateria
O envelhecimento da bateria não é determinado apenas pela contagem de ciclos.
A degradação de uma bateria de-íon de lítio é afetada por vários fatores, incluindotemperatura operacional, estado de carga, profundidade de descarga, taxa de carga e descarga, condições de armazenamento e envelhecimento do calendário.
Isso explica por que dois dispositivos idênticos podem ter níveis de integridade da bateria visivelmente diferentes, mesmo quando a contagem de ciclos é semelhante.
Por exemplo, um usuário pode usar um dispositivo apenas levemente, enquanto outro pode frequentemente jogar jogos com uso intenso de gráficos, gravar vídeos, usar carregamento rápido ou operar o dispositivo em um ambiente quente.
Mesmo com um número semelhante de ciclos de bateria, a condição real das duas baterias pode ser muito diferente.
Entre esses fatores,a temperatura é particularmente importante.
Altas temperaturas podem acelerar reações químicas indesejadas dentro de uma bateria de íons de lítio e aumentar a degradação da capacidade. Quando a alta temperatura é combinada com um elevado estado de carga e condições exigentes de carga ou descarga, o envelhecimento da bateria pode tornar-se ainda mais significativo.
Portanto, a contagem de ciclos pode nos informar sobre o uso cumulativo da bateria, mas não pode representar totalmente a saúde atual ou a vida útil restante da bateria.
Uma contagem de ciclos baixa nem sempre significa uma bateria saudável
Muitas pessoas podem não perceber que uma bateria pode sofrer degradação significativa mesmo quando a contagem de ciclos é relativamente baixa.
Um smartphone raramente usado pode ter poucos ciclos, mas a saúde da bateria ainda pode piorar se for armazenado por muito tempo, exposto a altas temperaturas ou mantido com carga elevada por longos períodos.
Isso é conhecido comoenvelhecimento do calendário.
As baterias de-íon de lítio não se degradam apenas quando são carregadas e descarregadas. Mesmo quando uma bateria está ociosa, as reações químicas internas continuam a ocorrer e seu desempenho muda gradualmente com o tempo.
O período de armazenamento, a temperatura de armazenamento e o estado de carga durante o armazenamento são fatores importantes que afetam a taxa de envelhecimento do calendário.
Esta é uma das razões pelas quais um smartphone mais antigo que não foi muito utilizado ainda pode ter uma bateria relativamente fraca.
Desta perspectiva, simplesmente tentar manter a contagem de ciclos o mais baixa possível não é necessariamente a melhor maneira de proteger uma bateria. O ambiente geral de operação e armazenamento é muito mais importante.
A alta temperatura pode ser mais preocupante do que o carregamento frequente
Para usuários comuns,o controle de temperatura é um dos aspectos mais importantes do cuidado da bateria.
As baterias de íon-de lítio são projetadas para suportar carregamento regular. A maior preocupação é a exposição prolongada a altas temperaturas, principalmente quando a bateria está sendo carregada enquanto o aparelho está sob carga pesada.
Um exemplo típico é jogar um jogo móvel exigente durante o carregamento rápido. O dispositivo pode gerar calor significativo, sobrecarregando ainda mais a bateria.
Os dispositivos modernos estão equipados com sistemas de gerenciamento de bateria que podem monitorar temperatura, tensão, corrente de carga e outras condições operacionais. Quando é detectada temperatura excessiva, o sistema pode reduzir a potência de carregamento, limitar o desempenho do dispositivo ou pausar temporariamente o carregamento para proteger a bateria e outros componentes.
Portanto, em vez de se preocupar constantemente se a contagem de ciclos aumentou em outro ciclo, muitas vezes é mais prático evitar que a bateria permaneça em um ambiente-de alta temperatura por longos períodos.
Isso é especialmente importante em cenários exigentes, como jogos, navegação, gravação de vídeo, carregamento rápido ou outros aplicativos-de alta carga em climas quentes.
Como é testado o ciclo de vida da bateria?Descrição dos produtos
Para dispositivos de consumo, a integridade da bateria e a contagem de ciclos podem fornecer informações úteis sobre a condição da bateria. No entanto, quando se trata dedesenvolvimento de baterias, controle de qualidade e pesquisa laboratorial, é necessário um método de teste mais sistemático.
A vida útil da bateria é normalmente avaliada através de testes repetidos e controladosciclos de carga-de descarga.
Durante um teste de ciclo de vida, a bateria é carregada e descarregada de acordo com tensão, corrente e outras condições de teste predefinidas. O sistema de teste registra continuamente parâmetros importantes, como:
- Tensão da bateria
- Corrente de carga e descarga
- Capacidade
- Energia
- Contagem de ciclos
- Retenção de capacidade
- Tempo de carga e descarga
Ao repetir o processo de carga e descarga, os engenheiros podem observar como a capacidade da bateria muda à medida que a contagem de ciclos aumenta.
Por exemplo, a retenção de capacidade pode ser comparada após 100, 500, 1.000 ou mais ciclos para avaliar a tendência de degradação da bateria e estimar o seu ciclo de vida.
Para pesquisa e desenvolvimento de baterias, testes de produção e avaliação de desempenho, umTestador de vida útil da bateriapode executar automaticamente ciclos repetidos de carga-de descarga enquanto registra e analisa dados de teste.
Esse tipo de teste fornece uma maneira mais confiável de avaliar o desempenho de uma bateria de-íon de lítio ao longo do tempo e a rapidez com que sua capacidade diminui com o uso repetido.
Considerações Finais
A contagem do ciclo da bateria e a integridade da bateria estão relacionadas, mas não são a mesma coisa.
A contagem de ciclos reflete principalmente a quantidade cumulativa de uso da bateria, enquanto a integridade da bateria fornece uma indicação mais direta da capacidade e do desempenho atuais disponíveis da bateria.
Ao mesmo tempo, a degradação da bateria é influenciada por muitos outros fatores, incluindo temperatura, taxa de carga e descarga, estado de carga, profundidade de descarga, condições de armazenamento e envelhecimento do calendário.
Portanto, quer você esteja avaliando uma bateria de smartphone, bateria EV, bateria de armazenamento de energia ou outra bateria de íon-de lítio,a contagem de ciclos por si só não pode determinar totalmente a vida útil da bateria.
Para fabricantes e pesquisadores de baterias, os testes de ciclo de carga{0}}descarga controlada oferecem uma maneira mais confiável de avaliar a degradação da capacidade, a retenção da capacidade e o ciclo de vida geral.
Ao combinar dados de integridade da bateria com testes sistemáticos de ciclo de vida, os engenheiros podem obter uma compreensão mais completa do envelhecimento da bateria e do desempenho-de longo prazo.
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