Degradação de Capacidade por Ciclos de Vida da Bateria

Fórmula

Descrição

A capacidade da bateria degrada-se a cada ciclo de carga-descarga devido a alterações químicas e mecânicas irreversíveis nos materiais dos elétrodos. O modelo exponencial de degradação assume uma perda percentual constante por ciclo. Embora simplificado (a degradação real não é perfeitamente constante), fornece estimativas úteis para o planeamento da vida útil da bateria. Considera-se tipicamente que as células de iões de lítio estão em fim de vida a 80% da capacidade inicial. A taxa de degradação depende da química, da profundidade de descarga, da taxa de carga, da temperatura e dos limites de tensão. A química LFP tem tipicamente taxas de degradação inferiores às NMC ou NCA.

Variáveis

• Qₙ — Capacidade restante após n ciclos (Ah)
• Q₀ — Capacidade inicial (Ah)
• fade — Perda fracionária de capacidade por ciclo (p. ex., 0,0002 para 0,02%/ciclo)
• n — Número de ciclos de carga-descarga

Notas Práticas

Exemplo: Q₀ = 3000 mAh, degradação = 0,0002/ciclo, após 1000 ciclos: Q = 3000 × (1 − 0,0002)^1000 ≈ 2456 mAh (81,9%). Resolvendo n para 80% de capacidade: n = ln(0,8)/ln(0,9998) ≈ 1116 ciclos. Temperaturas mais altas, descargas mais profundas e cargas mais rápidas aumentam todas a taxa de degradação. O envelhecimento de calendário também contribui para a perda de capacidade, independentemente do ciclo.