Como Evitar que as LiPos Incendiem a Sua Casa

A segurança das baterias de lítio não é brincadeira, porque é verdade que quando uma bateria de lítio se incendeia, os resultados podem ser absolutamente catastróficos. Uma das coisas que torna as baterias de lítio tão perigosas quando se inflamam é que o fogo é completamente auto-sustentável; uma bateria de lítio pode arder no vácuo, pode arder debaixo de água, não precisa de ajuda para se incendiar. Tudo o que precisa é de uma desculpa. O seu objetivo com a segurança das baterias de lítio é não lhes dar uma desculpa para incendiar a sua casa. Acontece que, desde que as mantenha sob controlo, desde que siga algumas regras de segurança, elas quase nunca se inflamam e queimam a sua casa. A primeira e mais importante especificação a que deve prestar atenção é a classificação S. Aqui podemos ver que a bateria está rotulada como 6s, o que significa que é uma bateria lipo 6s. Podemos ver as células individuais 1 2 3 4 5 6 empilhadas juntas e, se abríssemos esta bateria aqui no topo, veríamos que estão ligadas eletricamente em série. Agora, para uma bateria de lítio, cada célula individual pode ter uma voltagem entre 3,0 volts e 4,2 volts. Tecnicamente, podem ter uma voltagem até 0,0 volts, mas se descerem abaixo de 3,0 volts, provavelmente ficarão danificadas permanentemente. Esta é uma das coisas que vai querer evitar se quiser manusear e usar baterias de lítio com segurança. Não as deixe descer abaixo de 3,0 volts para qualquer célula individual. Na realidade, o desempenho da bateria torna-se muito pobre abaixo de cerca de 3,3 a 3,5 volts, por isso, em uso normal, especialmente para quadcopters que consomem muita corrente e energia, vamos mantê-las acima de cerca de 3,5 volts. Se estivermos a falar de algo como um telemóvel, uma bateria de óculos ou talvez o seu rádio, que não consome muita energia, poderá conseguir descarregá-las até perto do limite de 3,0 volts, mas o essencial é que, para estas células de polímero de lítio, o intervalo absoluto de voltagem que uma célula individual pode ter é de 3,0 a 4,2 volts. Uma exceção a esta regra seria qualquer célula rotulada como HV, que pode ver aqui nesta bateria Nitronector gold tiny woop. As células rotuladas HV são classificadas para ir até 4,35 volts por célula, não 4,2, e outra exceção seria uma célula como esta 18650, que é uma célula de lítio mas rotulada como ião de lítio, e as células de ião de lítio geralmente podem ir até 2,5 volts por célula, não 3,0. Portanto, há algumas exceções que vai querer conhecer, mas, em geral, para uma bateria de polímero de lítio, como quase todas as usadas em FPV, o intervalo de voltagem da célula será de 3,0 a 4,2 volts por célula. Grave isso na sua mente, porque é um número realmente importante.

Agora, quando tem células ligadas em série, é isso que o s e o 6s significam: 6 células ligadas em série. O efeito disso é que as voltagens das células se somam, por isso, para esta bateria 6s, estamos na carga total

a 4,2 vezes 6, que dá 25,2 volts na carga total, e depois na descarga total seria 3,0 vezes 6, que dá 18 volts. No entanto, na prática, vai querer mantê-la acima de cerca de 3,5 volts, o que seria 3,5 vezes 6, ou seja, 21 volts. Vai estar a 25,6 volts quando estiver totalmente carregada, fora do carregador e começar a usar o pack; quando chegar a cerca de 21 volts, é quando vai começar a pensar em aterrar, e se alguma vez descer abaixo de 18 volts, isso é má notícia. A bateria pode ficar danificada. É assim que aplicamos estes números e, claro, pode estendê-los se estiver a voar com 2s, 3s, 4s, etc., basta multiplicar por 2, 3, 4 ou o que for em vez de 6.

Agora vamos introduzir este carregador na cena, porque quando está a carregar baterias é um dos principais momentos em que as pessoas cometem erros e depois a bateria se incendeia e queima a casa. A voltagem da bateria é uma das coisas principais que precisa de acertar quando vai carregar, mas a boa notícia é que a maioria dos carregadores trata disso automaticamente. Por isso, se ligarmos o cabo principal de descarga da bateria, que terá a voltagem total do pack,

podemos ver que neste momento é 23,02 volts. Uma das coisas desafiantes sobre carregar baterias é que, se apenas olhar para a voltagem no cabo principal de descarga, nem sempre consegue dizer quantas células há; pode pensar que 23 volts dividido por 6 dá o que der, e isso obviamente é uma bateria 6s, mas há alguma sobreposição, como uma bateria de 5 células totalmente carregada pode ter a mesma voltagem que uma bateria de 6 células descarregada, nem sempre é fácil de perceber. E há outro problema que o carregador precisa de resolver além de saber quantas células a bateria tem, e esse problema é que o carregador precisa de gerir a voltagem das células individuais, e é por isso que a bateria tem isto, que se chama cabo de equilíbrio, e o cabo de equilíbrio tem um fio

que entra na bateria e mede a voltagem de cada uma das células individuais, além deste xt60 aqui, o cabo principal de descarga que tem a voltagem total do pack, mas não a voltagem das células individuais.

Por isso, nunca carregue sem ligar o conector de equilíbrio, é essencial para a segurança da bateria e para a sua longa vida útil. Agora que ligámos o cabo de equilíbrio, o carregador pode saber quantas células há

porque pode ver a voltagem das células individuais

e está a mostrar-nos que há seis células nesta bateria, e se depois formos carregar, podemos ver que detectou automaticamente o número de células como sendo seis.

O próximo número que vamos ver no pack é a classificação em miliampere-hora, esta bateria é de 1000 miliampere-horas. Uma ótima forma de pensar nos miliampere-horas é que é como o tamanho do depósito de combustível do seu carro; pode ter um depósito que aguenta 12 galões, pode ter um depósito que aguenta 50 galões se tiver um camião grande, ambos contêm combustível.

Mas um deles contém mais do que o outro. Agora há outra especificação relacionada com a classificação em miliampere-hora que é essencial para a segurança da bateria, e essa é a taxa C. Vamos introduzir aqui o conceito de taxa C, que se refere à rapidez com que está a retirar energia da bateria, ou a corrente que está a puxar da bateria. Se pensar bem, se tivesse um

vamos voltar à analogia do depósito de combustível, se eu tivesse um depósito de 50 galões e estivesse a bombear combustível para fora,

poderia ter um pequeno fluxo de combustível a sair ou um grande jorro de combustível a sair. A forma como a taxa C funciona é que pega nos miliampere-horas da bateria, converte para amperes, e esse valor em amperes é 1C, por isso, neste caso, para esta bateria de 1000 miliampere-horas, 1C seria 1 ampere; para esta bateria de 5000 miliampere-horas, 5 amperes seriam 1C, e depois pode multiplicar isso. Portanto, se 1 ampere é 1C, então 2 amperes são 2C. Na verdade, a matemática é super simples se tiver uma bateria de 1000 miliampere-horas, porque é só a classificação C em amperes. Se tiver uma bateria de 5000 miliampere-horas, então 1C é 5 amperes, 2C é 10 amperes, 3C é 15 amperes, está apenas a multiplicar os miliampere-horas da bateria pelo C que está a puxar.

A forma como a taxa C e os miliampere-horas entram em jogo aqui quando estamos a carregar é quando alteramos a configuração da corrente, ou seja, a corrente que o carregador vai empurrar para a bateria, e quanto mais amperes o carregador empurrar para a bateria, mais rápido a bateria vai carregar, mas também maior será o risco de incêndio se algo estiver errado com a bateria. A forma como define essa classificação de amperes é pegar em 1C, por isso, para esta bateria de 1000 miliampere-horas, isso seria 1 ampere, e baixaríamos para 1 ampere

e essa seria uma taxa de carregamento segura para esta bateria de 1000 miliampere-horas; para esta bateria de 5000 miliampere-horas seria 5 amperes, e assim por diante.

Agora, carregar a 1C é o mais seguro, mas às vezes as pessoas têm pressa e estão dispostas a trocar um pouco de segurança por um pouco de velocidade. Não estou a recomendar que faça isso, só estou a dizer que às vezes as pessoas fazem. Por isso, se decidir que quer carregar a 2C, basta dobrar esse número; a 3C, triplicar esse número. Acho que qualquer taxa de carregamento acima de, digamos, 3 a 5C é onde começa a ser irresponsável, mas se souber o que está a fazer, se souber que as suas baterias estão saudáveis e, mais importante, se estiver mesmo presente para notar quando a bateria começa a mostrar sinais de que está prestes a incendiar-se, pode não ser irresponsável carregar até talvez 3C. Vou contar-lhe sobre esses sinais de que uma bateria está prestes a ficar maluca e incendiar a sua casa daqui a pouco.

Agora que entende como ler as especificações na etiqueta da bateria, sabe que definições colocar no seu carregador para que ele carregue a bateria corretamente. Mas o carregamento seguro vai além de apenas definir corretamente as especificações do seu carregador, porque o local onde carrega tem uma grande influência na segurança do carregamento. Para responder a essa questão, pergunte a si mesmo: se a minha bateria se incendiasse agora, como me sentiria em relação às coisas com que as chamas estivessem a interagir, como esta bonita bancada de madeira, talvez não seja a melhor ideia. Se tiver uma lareira ou um fogão a lenha, talvez o melhor seja carregar lá dentro. É onde o fogo deve estar. Falando em locais onde o fogo já deve estar, e que tal dentro de um grelhador? Este é um local popular para pessoas que vivem em apartamentos e talvez só tenham um pátio como espaço exterior; basta arranjar um pequeno grelhador a carvão, uma caixa metálica agradável, e colocar o carregador de baterias lá dentro, e carregar no pátio.

Em outras palavras, o local mais seguro para carregar uma bateria é onde não há nada inflamável por perto que possa incendiar-se quando a bateria soltar a chama. Por isso, escolhi esta grande placa de betão como local para o meu próximo experimento.

O maior problema com um incêndio de Lipo é que ele lança um enorme jato de chama que pode inflamar objetos inflamáveis próximos. O outro problema com um incêndio de Lipo é que produz muito fumo, e isso foi menos óbvio porque fiz o meu teste num ambiente exterior, mas se alguma vez viu o resultado de uma lâmpada a explodir dentro de casa, a sala enche-se de fumo e há danos causados pelo fumo em outras coisas. Mas o principal problema é o fogo, por isso temos esta caixa de munições aqui. Esta é uma caixa de munições de plástico, não consegui encontrar uma caixa de munições metálica, sei que tenho uma,

mas vamos usar esta como exemplo, mas basta dizer que não deve usar uma de plástico porque o plástico derrete e incendeia-se. Mas as caixas de munições são baratas e amplamente disponíveis

e são realmente muito boas como recipientes seguros para carregar Lipo. O que vai fazer é

abrir a caixa de munições, e há uma junta que vai à volta da tampa da caixa; se retirar apenas os lados da junta mas deixar a frente, vai precisar de cortar a junta, e isso fará com que a junta na frente da caixa mantenha este fecho sob tensão; se retirar essa junta frontal, o fecho fica solto e a abanar. Mas a junta ausente nos lados vai permitir que o fumo escape. Por isso, não quer ter um recipiente completamente selado. Há pessoas que argumentam que, se tiver uma caixa de munições completamente selada e uma Lipo se incendiar, pode criar um vaso de pressão e explodir. Não tenho a certeza se é tão dramático assim, mas não é bom; quer ter alguns orifícios de ventilação para o fumo sair, mas o que quer que aconteça é que o fogo saia. O fogo deve ficar mais ou menos contido dentro da caixa e depois o fogo arrefece e torna-se fumo, e o fumo sai em nuvens; essa é uma das formas mais baratas e eficazes de criar uma caixa segura para carregar Lipo. Agora, se tiver uma caixa metálica, e esta estiver sobre uma superfície inflamável, ainda pode aquecer o suficiente para inflamar materiais. Por isso, outra coisa que algumas pessoas fazem, e eu não tenho um exemplo disso, é ir à loja de ferragens local e comprar folhas retardadoras de fogo, que parecem placas de gesso mas são retardadoras de fogo. Pode cortar essas folhas à medida e forrar o interior da caixa com elas; isso ocupa algum espaço dentro da caixa, mas ajuda a aumentar a resistência ao fogo. Outra coisa que pode fazer é simplesmente colocar a caixa numa superfície segura contra fogo e longe de outras superfícies inflamáveis. A única coisa com que terá de lidar se a bateria se incendiar é o fumo, mas o fumo é muito mais fácil de limpar do que um fogo que queima a sua casa.

Mas se quiser o estado da arte absoluto em segurança para carregamento de Lipo, vai querer isto: o Bat Safe, que é uma caixa segura forrada com material retardador de fogo para manter o calor e a temperatura dentro, e esta é a característica principal, tem ventilação no topo com filtros para filtrar o máximo possível do fumo. Assim minimiza os danos do fumo na sua casa. As caixas Bat Safe têm uma passagem na tampa para permitir que os cabos de carregamento passem sem comprometer a segurança, para que possa ter o seu carregador fora e as suas baterias dentro, protegidas durante todo o ciclo de carregamento.

O Bat Safe vem em três tamanhos; ouvi pessoas com muitas baterias dizerem que gostariam de ter comprado duas do tamanho standard em vez de uma XL, porque o preço é mais ou menos o mesmo e a XL é tão profunda que pode ser um pouco difícil de mexer e procurar a bateria que quer. O único ponto negativo do Bat Safe é o preço e o facto de estar esgotado em muitos locais. O preço, quando considera quanto custaria construir o seu próprio, pode não ser tão económico quanto pensa, e claro, o preço de um incêndio de Lipo pode ser devastador, a decisão é sua.

Agora, alguns de vocês vão notar que eu não sigo todos os meus próprios conselhos; eu regularmente carrego ali naquele banco de madeira, que é uma superfície muito inflamável, e estou a carregar dentro de casa, por isso, se o fogo sair, pode ser mau. Carregar é um equilíbrio entre

risco, atenção e segurança. O que quero dizer com isso é que quanto mais fizer para minimizar o risco, mais pode dar-se ao luxo de ser menos atento e correr mais riscos com a sua segurança. Se estivesse a carregar fora, num alpendre de betão, dentro de um grelhador ou dentro de uma caixa Bat Safe, provavelmente poderia simplesmente carregar e afastar-se, e qual seria a pior coisa que poderia acontecer? Uma bateria explode, sai fogo, está bem contido e volta a entrar desapontado por ter perdido uma bateria, mas nada de mau aconteceria. Por outro lado, se não puder fazer isso ou simplesmente não quiser por várias razões, então precisa de estar muito mais atento. A questão é que, como vimos naquele experimento em que rebentei a minha própria bateria, se uma bateria estiver saudável e estiver presente para notar, ela não vai simplesmente explodir sem aviso. Normalmente, vai receber alguns avisos de que a bateria está prestes a falhar: vai ouvir estalidos, chiados, crepitações ou talvez aquele cheiro frutado que mencionei, e vai pensar "oh não, preciso de tirar esta bateria daqui o mais rápido possível".

Aliás, se estiver nessa situação, recomendo que tenha um par de luvas pesadas para lareira,

estas luvas grandes de couro ou luvas de soldador funcionam, porque houve mais do que uma pessoa que pegou numa bateria com a intenção de a atirar para fora ou de a levar para fora, e enquanto a segurava, fez isso e sofreu queimaduras graves nas mãos. Isto é algo bom para ter por perto.

No final do dia, tudo se resume a risco versus atenção versus segurança, e a minha opinião é que a coisa número um que posso fazer para me manter seguro é estar sempre atento, e essa é a minha recomendação para si, não importa quando ou onde carregue. Se estiver a carregar em qualquer lugar que não seja completamente seguro, nunca deixe as suas baterias a carregar sem vigilância, porque normalmente vai receber um aviso e deve estar sempre atento e ouvir, pois normalmente vai receber um aviso de que algo está prestes a correr mal.

E quanto ao armazenamento, as baterias inflamam-se durante o armazenamento? Não é impossível, mas é muito menos provável. O momento mais provável para as baterias se inflamarem é durante o carregamento, porque empurrar toda essa energia para as células as sobrecarrega; se houver algo danificado ou errado com elas, podem incendiar-se. Mas se as baterias estiverem saudáveis e estiverem na voltagem de armazenamento, pense bem: com que frequência as fábricas de baterias ou os armazéns que guardam muitas baterias lipo se inflamam espontaneamente? Isso simplesmente não acontece. Baterias lipo saudáveis carregadas dentro de uma voltagem segura são geralmente completamente seguras. Só as danificadas é que estão à espera para o trair.