Princípio de carregamento e descarga da bateria Lipo 4s, certifique-se de a armazenar bem!

A bateria lipo 4s é uma bateria recarregável que pode ser usada repetidamente. Tem uma vasta gama de aplicações, como as baterias internas de telemóveis, power banks e baterias de veículos elétricos no nosso dia a dia.
Então, como é que a bateria lipo 4s carrega e descarrega? Hoje, a CNHL vai conduzi-lo a explorar dicas para o uso correto da bateria lipo 4s, ajudando-o a usar melhor a bateria lipo 4s e a evitar desvios. A seguir, venha descobrir comigo.
Antes de responder à questão do carregamento e descarga da bateria lipo 4s, é necessário compreendermos a estrutura da bateria lipo 4s e algumas características do lítio.

Estrutura da bateria lipo 4s

A bateria lipo 4s é composta por três partes: uma folha de cobre revestida com grafite, uma folha de alumínio revestida com um composto de lítio e um eletrólito contendo um sal orgânico de lítio. O carregamento e descarga da bateria lipo 4s é, na verdade, o movimento recíproco de iões de lítio e eletrões livres.
Diferentes metais têm diferentes potenciais eletroquímicos. O chamado potencial eletroquímico, em termos simples, é a tendência dos metais para perder eletrões. Dado o potencial eletroquímico de alguns metais comuns, o lítio,

que é o que perde eletrões mais facilmente, é usado na bateria lipo 4s.
Obviamente, o elemento lítio tem a maior tendência para perder eletrões na bateria lipo 4s, enquanto o flúor tem a menor tendência para perder eletrões. Isto porque a camada mais externa do lítio tem apenas um eletrão, que é muito fácil de perder; enquanto a camada mais externa do flúor tem 8 eletrões, o que é muito estável (a camada mais externa de um átomo pode ter no máximo 8 eletrões, e 1 é o mais ativo, 8 eletrões o mais estável).

O material da bateria lipo 4s, lítio puro, é um metal altamente ativo, que ferve diretamente na água, mas o óxido metálico do lítio é muito estável. Se de alguma forma separarmos um átomo de lítio deste óxido metálico, este átomo de lítio é extremamente instável, formando instantaneamente um ião de lítio e um eletrão.
No entanto, como mencionado acima, o material da bateria lipo 4s, o lítio, como parte do óxido metálico, é muito mais estável no óxido metálico do que no estado livre deste átomo de lítio. Portanto, se forem fornecidos dois caminhos diferentes para o fluxo de eletrões e iões de lítio entre o material da bateria lipo 4s, o lítio e o óxido metálico, os átomos de lítio irão automaticamente para a parte do óxido metálico, e o caminho destes eletrões é o circuito externo.

Em outras palavras, tal como as pessoas, todos gostamos de uma vida estável em comparação com dias errantes. O mesmo se aplica ao elemento lítio do material da bateria lipo 4s. Se puder confiar no seu óxido metálico para alcançar um estado estável, certamente não gostará de existir no estado de iões de lítio e eletrões. Por isso, usamos o campo elétrico para puxar o lítio para fora do óxido metálico, e depois damos aos seus iões e eletrões caminhos diferentes (removendo o campo elétrico externo), e ele voltará ao óxido.

Princípio de carregamento e descarga da bateria lipo 4s

A bateria lipo 4s real contém eletrólito e grafite. Entre eles, o grafite tem uma estrutura em camadas, pelo que os iões de lítio separados podem ser facilmente armazenados aí. O eletrólito entre o grafite e o óxido metálico na bateria lipo 4s atua como uma proteção, permitindo apenas a passagem de iões de lítio, não de eletrões.

Quando é aplicada uma fonte de energia (campo elétrico), o polo positivo da fonte de energia da bateria lipo 4s atrai obviamente eletrões dos átomos de lítio do óxido metálico devido à atração de opostos, e empurra esses eletrões a fluírem ao longo do circuito externo até à camada de grafite da bateria lipo 4s. Note que estes eletrões não podem passar pelo eletrólito.

Ao mesmo tempo, os iões de lítio carregados positivamente da bateria lipo 4s também serão atraídos para o polo negativo e fluirão através do eletrólito até à camada de grafite. Neste momento, a camada de grafite contém uma grande quantidade de iões de lítio e eletrões. Estes iões e eletrões são átomos de lítio, mas como os átomos de lítio são instáveis, existem na forma de iões de lítio e eletrões.
Uma vez que todos os átomos de lítio no óxido metálico da bateria lipo 4s atinjam a camada de grafite, a bateria lipo 4s está totalmente carregada.

Neste ponto, o estado instável dos átomos de lítio é como uma pequena bola no topo da montanha. Assim que a energia é removida e a carga é ligada, os átomos de lítio regressam a um estado estável como parte do óxido metálico.

Devido a esta tendência para a estabilidade, os eletrões de lítio regressam ao óxido através da carga, e os iões de lítio passam pelo eletrólito de volta ao óxido, como uma pequena bola a deslizar do topo da montanha, e finalmente os iões de lítio e eletrões combinam-se para formar átomos de lítio fixos no óxido metálico da bateria lipo 4s. Note que o grafite não desempenha um papel na reação química da bateria lipo 4s, é apenas um meio de armazenamento para os iões de lítio.

Se a temperatura interna da bateria lipo 4s subir devido a algumas condições anormais e o eletrólito secar, os iões de lítio e eletrões correm todos para o óxido pelo mesmo caminho, o que equivale a um curto-circuito entre o ânodo e o cátodo, podendo levar a incêndio ou explosão.
Para evitar a situação acima, uma camada isolante, chamada separador, é colocada entre os eletrodos da bateria lipo 4s. Devido aos seus microporos, o separador é permeável a iões de lítio, mas não a eletrões.

Na bateria lipo 4s real, o grafite e o óxido metálico são revestidos em folha de cobre e folha de alumínio, respetivamente, a folha atua aqui como coletor de corrente, e os eletrodos positivo e negativo podem ser facilmente retirados do coletor, onde a folha de cobre conduz o eletrodo negativo, e a folha de alumínio conduz o eletrodo positivo.
Um sal orgânico de lítio é usado como eletrólito e reveste as folhas do separador, todos os três são enrolados em torno de um núcleo de aço central em torno de um cilindro, tornando a bateria lipo 4s mais compacta. As baterias Li-Ion padrão têm uma voltagem entre 3-4,2 volts.
Compreende?

Dicas para usar a bateria lipo 4s

1. A bateria lipo 4s deve ser carregada a tempo
Após o uso do veículo elétrico, a bateria lipo 4s pode sofrer vulcanização devido à descarga. O carregamento atempado pode remover a vulcanização menos grave da bateria lipo 4s e melhorar o tempo de uso da bateria lipo 4s.
2. Controlar razoavelmente a frequência de carregamento da bateria lipo 4s
Como mencionado anteriormente, é necessário evitar que a bateria lipo 4s fique sem energia antes de recarregar, por isso, no dia a dia, é importante criar o hábito de descarga e carregamento superficiais para evitar que o desempenho da bateria lipo 4s seja afetado por descargas profundas.

3. Criar um bom ambiente de carregamento para a bateria lipo 4s
Porque a bateria lipo 4s tem diferentes temperaturas durante o uso, armazenamento e carregamento, ao carregar a bateria lipo 4s, mantenha-a afastada de fontes de fogo, não a exponha a ambientes húmidos, de chuva ou neve, nem a ambientes de exposição solar no verão, e escolha um ambiente seco, ventilado e fresco para recarregar.
4. Verificar o veículo a tempo para evitar riscos
Limpe e inspecione regularmente o veículo, limpe a poeira e sujidade do exterior da bateria lipo 4s a tempo, e assegure a patina nas portas de carregamento e descarga da bateria lipo 4s e nos pontos de contacto do carregador para evitar potenciais riscos de segurança causados por mau contacto. (Não toque diretamente na interface de carregamento com as mãos, limpe-a após desligar a energia)

O acima é o princípio de funcionamento e dicas de uso da bateria lipo 4s. Obviamente, o processo de carregamento e descarga da bateria lipo 4s é na verdade o processo recíproco de iões de lítio e eletrões. Ao carregar, aplica-se energia à bateria, para que os iões de lítio e eletrões corram por caminhos diferentes até à camada de grafite, altura em que os átomos de lítio são muito instáveis; e a descarga consiste em aplicar uma carga à bateria, para que os iões de lítio e eletrões corram para o lado do óxido metálico pelo caminho anterior. Neste momento, os átomos de lítio são relativamente estáveis como parte do óxido metálico.
Espero que o conteúdo acima seja útil para si, até à próxima.