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Como são determinadas as tensões de corte de carga e descarga das baterias de íons de lítio?
20 Sep 2025
1. Sistema Material e Características Eletroquímicas
Os materiais dos eletrodos positivo e negativo determinam a janela de tensão, pois diferentes materiais têm diferentes faixas de estabilidade eletroquímica.

- Sistema de fosfato de ferro e lítio (LFP) : A tensão de corte de carga típica é 3,65 V, a tensão de corte de descarga é 2,5 V (temperatura ambiente) ou 2,0 V (baixa temperatura).
- Sistema de níquel-cobalto-manganês/níquel-cobalto-alumínio (NCM/NCA): a tensão de corte de carga típica é de 4,2 V, a tensão de corte de descarga é de 2,75 V a 3,0 V.
- Sistema de titanato de lítio (LTO): a tensão de corte de carga típica é de 2,9 V, a tensão de corte de descarga é de 1,5 V.

Riscos de sobrecarga/descarga excessiva:
- A sobrecarga pode causar quebra da estrutura do cátodo, liberação de oxigênio e decomposição do eletrólito.
- A descarga excessiva pode causar ruptura da camada SEI e corrosão do coletor de corrente.

2. Mecanismo de Proteção de Segurança
Um design de proteção multinível garante a segurança da bateria:
- Tensão de término de carga: por exemplo, 3,65 V (LFP), quando atingida, o BMS encerra o carregamento.
- Proteção contra sobrecarga primária: por exemplo, ≥3,8 V (LFP), terminação de carga forçada.
- Proteção contra sobrecarga secundária: por exemplo, ≥4,0 V (LFP), bloqueio BMS para evitar fuga térmica.
- Tensão de terminação de descarga: por exemplo, 2,5 V (LFP), interrompe a descarga.
- Proteção primária contra sobrecarga: por exemplo, ≤2,0 V (LFP), terminação de descarga forçada.
- Proteção secundária contra sobrecarga: por exemplo, ≤1,8 V (LFP), bloqueio BMS que requer reparo manual.

3. Adaptabilidade à temperatura
As tensões de corte são ajustadas dependendo da temperatura:
- T > 0°C: 2,5V (LFP).
- T ≤ 0°C: 2,0V (LFP), para evitar corte prematuro causado pela polarização.

4. Otimização de vida útil e desempenho
- Uma tensão de corte de carga mais alta (por exemplo, aumentando o LFP de 3,65 V para 4,0 V) acelera o declínio da capacidade.
- Uma tensão de corte de descarga mais baixa (por exemplo, abaixo de 2,85 V para LFP) leva à perda de lítio ativo.
- Processo de formação: a tensão de corte de pré-carga deve ser controlada dentro da faixa de formação SEI (por exemplo, 2,8–3,0 V) para evitar reações de impurezas.

Conclusão
A determinação da tensão de corte é resultado das características do material, segurança, vida útil, adaptabilidade à temperatura e conformidade com as normas. Fabricantes como a EverExceed valide esses valores limite por meio de testes eletroquímicos, e o BMS aplica proteção multinível para garantir que as baterias operem dentro de uma janela segura.

Link de referência: Como são determinadas as tensões de corte de carga e descarga das baterias de íons de lítio? - OFweek Lithium Battery Network

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