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Manual das Baterias Recarregveis, Pilhas e Carregadores
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ndice
Introduo 03 1-Composio Qumica das Baterias - Vantagens e Limitaes 05 2-Vantagens e Limitaes das Baterias de Nquel Cdmio NiCd 09 3-Vantagens e Limitaes das Baterias de Nquel Metal Hidreto NiMh 10 4-Vantagens e Limitaes das Baterias Chumbo-cido 12 5-Vantagens e Limitaes das Baterias de Ltio-Ion 15 6-Vantagens e Limitaes das Baterias de Ltio-Ion Polmero 18 7-Formatos de Baterias 20 8-Tamanhos de Baterias NiCd 25 9-Tamanhos de Baterias NiMh 26 10-Ligao Srie e Paralelo de Baterias 27 11-Circuitos de Proteo 28 12-Carregadores de Baterias 30 13-Carregando Baterias de Nquel-Cdmio 35 14-Carregando Baterias de Nquel Metal Hidreto 38 15-Carregando Baterias Chumbo-cido 41 16-Carregando Baterias de Ltio-on 46 17-Carregando Baterias de Ltio-Polmero 48 18-Carregando Baterias em Altas e Baixas temperaturas 49 19-Carregadores Ultra-Rpidos 52 20-Carregadores Inteligentes 54 21-Descarga de Baterias Taxa C ( C-rate ) 55 22-Profundidade da Descarga 57 23-Descarga por Pulsos 60 24-Descarga em Altas e Baixas Temperaturas 61 25-Os Segredos da Vida til da Bateria 62 26-Baterias Inteligentes 68 27-O Que Estraga a Bateria Definitivamente 72 28-Cuidados Com as Baterias 77 29-Qual a Melhor Bateria Para Telefones Celulares? 83 30-Qual a Melhor Bateria Para Rdios de Comunicao em Duas Vias? 85 31-Qual a Melhor Bateria Para Laptops? 86 32-Selecionando uma bateria durvel 88 33-Porque Baterias Que Parecem Boas Falham Em Equipamentos Digitais? 92 34-Como Medida a Resistncia Interna da Bateria? 93 35-Qual a Diferena Entre Resistncia Interna e Impedncia? 96 36-Memria: Mito ou Fato? 97 37-Como Restaurar e Prolongar Baterias Base de Nquel? 98 38-Como Restaurar e Prolongar Baterias de Chumbo-cido? 101 39-Como Prolongar a Vida das Baterias Base de Ltio? 103 40-Qual a Taxa de Recuperao das Baterias? 105 41-Especificaes tcnicas de Baterias 106
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Introduo Este manual tem o objetivo de divulgar informaes sobre baterias recarregveis, pilhas (baterias no recarregveis) e carregadores de baterias para o pblico em geral e em particular para os clientes da S.T.A.. Com isso, visamos expandir a utilizao de baterias, facilitando sua especificao e o seu uso de forma adequada. Este manual apresenta informaes sobre as baterias mais utilizadas por consumidores e por industrias:
Baterias NiCd (Nquel Cdmio)
Baterias NiMh (Nquel Metal Hidreto)
Baterias Li-Ion (Lithium Ion)
Li-Ion Polimero (Lithium Ion)
Baterias Seladas Chumbo-cido
Pilhas - Baterias No Recarregveis
Tambm apresentamos um captulo especialmente dedicado aos carregadores de baterias. Existem vrias aplicaes para baterias. Neste manual trataremos apenas das baterias de pequeno porte usadas em aparelhos portteis ou de pequenas dimenses e peso. Cada aplicao tem suas exigncias especficas. Por exemplo, uma bateria recarregvel para telefone sem fio no precisa ter uma autonomia muito grande, uma vez que ela s utilizada enquanto falamos ao telefone e logo em seguida colocada em carga. J uma bateria utilizada em um equipamento mdico usado para reanimar pacientes com parada cardaca, deve ter uma autonomia considervel, no pode falhar e tem de ser capaz de fornecer grandes correntes em pequenos intervalos de tempo. Assim, os usurios de baterias tm que saber as caractersticas de cada tipo de bateria para que possam escolher a bateria que melhor se adapta para sua aplicao.
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Quando fazemos referncia neste manual capacidade e a corrente das baterias, usamos a letra C. Uma bateria sendo carregada com uma corrente de 1C significa que est sendo carregada com a corrente nominal. Uma bateria sendo carregada com uma corrente de 0,5C significa que est sendo carregada com metade corrente nominal. Uma bateria sendo descarregada com uma corrente de 1C significa que est sendo descarregada com a corrente nominal. Uma bateria sendo descarregada com uma corrente de 0,5C significa que est sendo descarregada com metade corrente nominal. Com esse manual, esperamos estar fornecendo aos nossos clientes as informaes tcnicas necessrias para que possam fazer a melhor escolha.
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Parte I
Baterias Recarregveis e Carregadores de Baterias
1-Composio Qumica das Baterias Vantagens e Desvantagens Vamos examinar as vantagens e limitaes das baterias mais utilizadas hoje em dia. 1.1-NiCd
A bateria de nquel cdmio a bateria com mais tempo de uso no mercado. Assim uma tecnologia j desenvolvida e madura. Porm a sua densidade de energia no muito grande. A bateria de NiCd utilizada quando se quer vida longa, alta corrente de descarga e preo baixo. As principais aplicaes so telefones sem fio, walkie-talkies, equipamentos mdicos, cmeras de vdeo profissionais e ferramentas eltricas. As baterias NiCd contm material txico e no podem ser descartadas no meio ambiente. Precisam ser recicladas.
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A S.T.A. tem capacidade de receber baterias NiCd em fim de vida til e providenciar sua adequada reciclagem. 1.2-NiMh
A bateria de nquel metal hidreto tem uma alta densidade de energia se comparada com as baterias NiCd. Porm seu ciclo de vida ligeiramente inferior ao das baterias NiCd. As aplicaes principais dessas baterias so telefones celulares, cmeras digitais e notebooks. 1.3-Chumbo-cido
a bateria mais econmica quando o problema do peso pode ser desprezado. bastante usada em equipamentos hospitalares, cadeira de rodas eltricas, luz de emergncia e no-breaks.
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1.4-Ltio-on a tecnologia mais recente e est tendo um rpido crescimento. A bateria Li-on usada quando se deseja alta densidade de energia e peso leve. Essas baterias so mais caras que as outras e precisam ser utilizadas dentro de padres rgidos de segurana. Aplicaes incluem notebooks, telefones celulares.
1.5-Ltio-on Polmero uma verso mais barata da Ltio-on. Essa qumica similar de Ltio-on em termos de densidade de energia. Pode ser fabricada com uma geometria muito fina e permite uma embalagem simplificada. As aplicaes principais so telefones celulares. A tabela a seguir mostra dados comparativos entre as baterias mais utilizadas.
NiCd NiMh Li-Ion Li-on Polmero Chumbo
Densidade de Energia (Wh/kg)
45-80 60-120 110-160 100-130 30-50
Resistncia Interna (miliOhm)
100-200 Pack 6V
*(1)
200-300 Pack 6V
*(1)
150-250 Pack 7,2V
*(1)
200-300 Pack 7,2V
*(1)
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NiCd NiMh Li-Ion Li-on Polmero Chumbo
Corrente de Carga -Pico
- Melhor Resultado
20C 1C
5C
0.5C
>2C 1C
>2C 1C
5C - *(7)
0.2C
Temperatura de operao (somente descarga)
*(8) -40 a 60 0C
-20 a 60 0C
-20 a 60 0C
0 a 60 0C -20 a 60
0C
Manuteno 30 a 60 dias 60 a 90 dias
No necessrio
No necessrio
3 a 6 meses *(9)
Comparao de Custo Pack 7,2V U.S.A. *(10)
$ 50 $60 $100 $100 $25
Custo por ciclos *(11)
$0,04 $0,12 $0,14 $0,29 $0,10
Usada comercialmente desde 1950 1990 1991 1999 1970
OBS: 1-A resistncia interna de uma bateria varia com a capacidade da clula, tipo de proteo e numero de clulas. Os circuitos de proteo para Li-on e Li-on polmero adicionam 100 mili Ohms de resistncia. 2-O ciclo de vida baseado na considerao que a bateria recebe o ciclo adequado de manuteno. A falha na aplicao de ciclos profundos de descarga pode reduzir a vida til por trs vezes. 3-O ciclo de vida til baseado na profundeza da descarga. Descargas curtas permitem ciclos de vida mais longos. 4-A descarga maior imediatamente aps a carga, A bateria NiCd descarrega aproximadamente 10% nas primeiras 24 horas e aps descarrega 10% cada 30 dias. A autodescarga aumenta com a elevao da temperatura. 5-Circuitos internos de proteo tipicamente consomem 3% da energia armazenada por ms.
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6- 1,25V a tenso de clula sem carga. 1,2V a tenso mais comum 7- Capaz de altas correntes pulsadas 8- Aplicado apenas descarga; a temperatura de carga mais restrita. 9- A manuteno pode ser na forma de carga de equalizao ou de pico. 10- Custo das baterias para aplicaes portteis. 11- Derivado do preo da bateria dividido pelo numero de ciclos. No inclui o custo da eletricidade e dos carregadores.
2-Vantagens e Limitaes das Baterias de Nquel Cdmio NiCd So usadas comercialmente desde 1950. As baterias de NiCd preferem carga rpida ao invs de carga lenta e carga pulsada ao invs de carga contnua. Todas as outras baterias preferem carga e descarga moderadas. De fato a bateria de NiCd a nica que tem uma tima performance sob rigorosas condies de trabalho. A bateria de NiCd no gosta de ficar em carregadores por vrios dias e ser usada somente ocasionalmente por perodos breves. Uma descarga completa to importante que, se omitida, poder causar a formao de grandes cristais nas placas das clulas ( o chamado efeito memria) e a bateria ir gradualmente perder sua capacidade. Entre as baterias recarregveis, as de NiCd permanecem a escolha mai
