Quão graves são exatamente os perigos de sobrecarga e descarga excessiva?
Quando uma bateria fica sobrecarregada, é como se um balão fosse inflado continuamente, com sua pressão interna aumentando sem parar.
Tomemos como exemplo a bateria ternária de íons de lítio comumente usada.
A tensão normal de corte de carga é de cerca de 4,2 V. Se a carga continuar além desse limite, uma série de reações químicas complicadas e perigosas ocorrerá dentro da bateria.
O eletrólito se decompõe e gera gás, acumulando pressão interna que pode deformar ou até mesmo romper o invólucro da bateria. Pior ainda, dendritos de lítio se formarão na superfície do eletrodo negativo. Assemelhando-se a pequenas agulhas afiadas, esses dendritos em crescimento têm grande probabilidade de perfurar o separador interno da bateria.
Se o separador for perfurado, os eletrodos positivo e negativo entrarão em contato direto, resultando em um curto-circuito interno. Isso libera enorme energia instantaneamente, provocando fuga térmica e, em última análise, levando à ignição da bateria ou até mesmo à explosão.
A tensão de corte de descarga das baterias de íons de lítio varia de aproximadamente 2,5 V a 3,0 V, com o valor exato determinado pela composição química e design da bateria.
Quando uma bateria está excessivamente descarregada, ocorrem alterações irreversíveis nos materiais dos eletrodos, que degradam diretamente a capacidade da bateria e reduzem drasticamente a quantidade de carga elétrica que a bateria pode armazenar e descarregar.
Enquanto isso, o eletrólito sofre decomposição e ocorrem reações na película SEI que cobre o eletrodo negativo para gerar gás, causando um leve abaulamento da célula da bateria e um aumento na resistência interna.
Baterias muito descarregadas podem sofrer falhas permanentes e tornar-se incarregáveis. Mesmo que seja possível recarregar, a eficiência do carregamento cairá para um nível extremamente baixo.
