Os produtos eletrônicos estão se tornando menores, mais leves e mais integrados. Desde dispositivos vestíveis e sensores inteligentes até instrumentos portáteis, os designers devem inserir mais funções em espaços internos cada vez mais limitados.
É aqui que as baterias de polímero de lítio oferecem uma vantagem prática. Sua embalagem leve laminada de alumínio, perfil plano e dimensões flexíveis ajudam os fabricantes a equilibrar o tempo de execução, o tamanho e o peso do produto.
Para um projeto OEM, entretanto, selecionar uma bateria tipo bolsa envolve mais do que escolher a voltagem e a capacidade. As dimensões da célula, a corrente operacional, o circuito de proteção, o projeto de carga, o método de conexão e o suporte mecânico devem ser considerados em conjunto.
O que é uma bateria de polímero de lítio?
Uma bateria de polímero de lítio, ou bateria LiPo, geralmente se refere a uma célula recarregável de íons de lítio alojada em uma bolsa flexível laminada de alumínio.
Ao contrário das células cilíndricas com invólucros metálicos rígidos, as células tipo bolsa podem ser produzidas em diferentes comprimentos, larguras e espessuras. Uma célula adequadamente selecionada utiliza o compartimento de bateria disponível de forma mais eficiente, deixando espaço adicional para placas de circuito, displays, sensores e outros componentes.
Produtos que exigem dimensões padronizadas, substituição mais fácil ou proteção mecânica mais forte também podem considerar a linha de células de bateria de lítio integradas da Hi-Watt.
Por que escolher células-bolsa?
Leve e eficiente em termos de espaço
O invólucro da bolsa laminada é mais leve que uma lata de metal rígido convencional. Isso torna as células de bolsa adequadas para produtos onde a espessura e o peso afetam diretamente o design do produto e a experiência do usuário.
Uma célula tipo bolsa bem combinada pode reduzir o espaço não utilizado dentro de um gabinete retangular ou fino, dando aos engenheiros maior liberdade ao organizar a PCB, a tela, a porta de carregamento e outros componentes.
Dimensões de células flexíveis
As células da bolsa podem ser selecionadas de acordo com:
- Comprimento, largura e espessura da célula
- Tensão nominal e capacidade
- Corrente contínua e de pico
- Configuração de fios e conectores
- Requisitos de proteção PCM ou BMS
A especificação final deve ser baseada no espaço de instalação disponível, no consumo de energia do dispositivo, no tempo de execução esperado e no ambiente operacional.
Melhor uso de compartimentos de bateria descarregados
A forma redonda de uma célula cilíndrica pode deixar espaço não utilizado dentro de um invólucro plano. Uma célula tipo bolsa pode caber melhor em compartimentos retangulares de bateria, ajudando os fabricantes a obter um perfil mais fino ou a reservar mais espaço para outras funções.
As baterias tipo bolsa não são adequadas para todos os projetos. Produtos expostos a impactos repetidos, substituição pelo usuário ou manuseio mecânico severo podem se beneficiar de um formato de bateria mais rígido.
Aplicativos B2B comuns
As baterias de polímero de lítio são comumente consideradas para:
- Dispositivos vestíveis e de monitoramento de saúde
- Acessórios Bluetooth e eletrônicos sem fio
- Sensores IoT e dispositivos de rastreamento
- Equipamento médico e de diagnóstico portátil
- Produtos inteligentes para casa e segurança
- Dispositivos de cuidados pessoais
- Equipamento portátil de iluminação e audiovisual
- Instrumentos industriais portáteis
- Arrancadores automotivos e baterias
Cada aplicação tem requisitos diferentes. Um sensor de baixa potência pode priorizar o tempo de espera, enquanto um dispositivo contendo um motor, elemento de aquecimento ou transmissor sem fio pode exigir maior capacidade de pico de corrente.
A seleção da bateria deve, portanto, começar com a carga real do dispositivo, e não apenas com a capacidade.
Principais fatores de seleção de OEM
Espaço de instalação
Os fabricantes devem fornecer o comprimento, largura e espessura máximos do compartimento da bateria, incluindo tolerâncias de montagem.
As células em bolsa requerem proteção mecânica adequada. Não devem ser dobrados, perfurados, dobrados ou comprimidos por componentes pontiagudos. O gabinete também deve fornecer espaço adequado para tolerâncias de fabricação e alterações dimensionais durante o envelhecimento da bateria.
Corrente média e de pico
A equipe do projeto deve identificar tanto o consumo médio quanto os picos temporários de corrente causados pela inicialização, motores, transmissão sem fio, elementos de aquecimento, displays ou outras funções de alta potência.
Uma bateria selecionada apenas pela capacidade pode fornecer o tempo de execução esperado, mas ainda assim não consegue suportar a carga de pico necessária.
Proteção PCM ou BMS
Dependendo da aplicação, a bateria pode exigir:
- Proteção contra sobrecarga e descarga excessiva
- Proteção contra sobrecorrente e curto-circuito
- Monitoramento de temperatura
- Integração de termistor NTC
- Funções de comunicação do pacote
A corrente nominal da placa de proteção deve corresponder à carga do dispositivo. Um circuito selecionado incorretamente pode desconectar durante o uso normal ou não fornecer a proteção pretendida.
Fios e Conectores
O comprimento do fio, bitola, tipo de conector, polaridade e direção do terminal afetam o desempenho elétrico e a eficiência da montagem. Esses detalhes devem ser confirmados antes da produção da amostra.
Fornecer um desenho do conector, uma foto do produto ou uma amostra de bateria existente pode ajudar a reduzir erros de desenvolvimento.
Sistema de carregamento
A tensão de carga, a corrente, as condições de terminação e os controles de temperatura devem corresponder à célula selecionada. Caso o dispositivo já possua circuito de carga, seus parâmetros deverão ser fornecidos durante a avaliação da bateria.
Ambiente Operacional
O fornecedor da bateria deve compreender a temperatura de operação e armazenamento do produto, vibração, impacto mecânico, frequência de carregamento, vida útil, mercado-alvo e método de transporte.
Essas informações ajudam a identificar possíveis limitações de projeto antes da produção da amostra.
Projeto Mecânico é Importante
Uma célula tipo bolsa não possui a mesma proteção externa rígida que uma célula cilíndrica com invólucro metálico. O invólucro do produto acabado desempenha, portanto, um papel importante na proteção da bateria.
O compartimento da bateria deve evitar arestas vivas, parafusos e componentes que possam pressionar a célula. A bateria não deve ser posicionada onde possam ocorrer dobras ou torções repetidas.
Os engenheiros de produto também devem considerar fontes de calor próximas, como processadores, componentes de carregamento, motores e monitores. As condições dentro do invólucro acabado podem diferir das condições de laboratório à temperatura ambiente.
Segurança, testes e conformidade
A documentação da bateria deve ser avaliada de acordo com a célula selecionada, configuração da bateria, dispositivo finalizado e mercado de destino.
A norma oficial IEC 62133-2 descreve requisitos e testes de segurança para células e baterias secundárias de lítio seladas portáteis.
Um relatório emitido para um modelo pode não se aplicar automaticamente a outra capacidade ou configuração de pacote. Os clientes podem revisar os documentos disponíveis através do centro de certificação Hi-Watt, mas os requisitos para o modelo exato devem ser confirmados antes do pedido.
Da seleção de células à aprovação de amostras
Um projeto de bateria tipo bolsa confiável geralmente começa com informações de aplicação, em vez de uma simples solicitação de preço.
Após receber a aplicação pretendida, espaço disponível, tensão, capacidade, corrente operacional, requisitos do conector e mercado alvo, a equipe de engenharia pode avaliar:
- Dimensões e capacidade da célula
- Capacidade de corrente de descarga
- Configuração da placa de proteção
- Seleção de fios e conectores
- Estrutura de pacote unicelular ou multicelular
- Requisitos de rótulo e embalagem
As amostras de engenharia devem ser testadas no dispositivo real para verificar o ajuste físico, a compatibilidade do conector, o desempenho de carregamento, o comportamento da temperatura, o tempo de execução e a resposta da proteção.
A produção em massa deve começar somente após a especificação e as amostras terem sido aprovadas.
Preparando-se para produção em massa
A especificação final deverá registrar o modelo da célula, dimensões, capacidade, circuito de proteção, comprimento do fio, conector, polaridade, etiqueta e configuração da embalagem.
Isto ajuda a manter a consistência entre a amostra aprovada e as futuras ordens de produção. As previsões de demanda e os cronogramas de entrega também devem ser discutidos antecipadamente para apoiar o planejamento de materiais e produção.
Transporte de baterias de lítio
As células de íons de lítio e as baterias estão sujeitas a requisitos específicos de transporte. A embalagem, rotulagem e documentação podem variar de acordo com:
- Configuração de célula ou bateria
- Classificação Watt-hora e quantidade de pacotes
- Método de transporte
- Se a bateria é enviada separadamente
- Quer esteja embalado ou instalado em equipamentos
As orientações sobre baterias de lítio da IATA fornecem informações para empresas envolvidas em remessas aéreas.
As remessas reais devem seguir os regulamentos atuais, os requisitos da transportadora e as regras do país de destino. A documentação de transporte deve ser confirmada antes da finalização do plano de entrega.
Suporte OEM para bateria de bolsa de alta potência
A Hi-Watt fornece células cilíndricas de íon de lítio e soluções de bateria em bolsa flexível para integração de produtos.
Os clientes OEM podem discutir:
- Dimensões, tensão e capacidade da célula
- Requisitos de descarga contínua e de pico
- Proteção PCM ou BMS
- Fios, terminais e conectores
- Estruturas de pacote unicelular e multicelular
- Desenvolvimento e validação de amostra
- Etiquetas e embalagens
- Documentação de conformidade e transporte
Os serviços de baterias OEM e ODM da Hi-Watt apoiam projetos desde o alinhamento de especificações e avaliação de amostras até a produção e preparação para exportação.
Informações a serem incluídas em sua consulta
Para uma recomendação de bateria mais direcionada, forneça:
- Nome do produto e aplicação
- Dimensões máximas do compartimento da bateria
- Tensão necessária e capacidade alvo
- Corrente média e de pico
- Método de carregamento e parâmetros
- Requisitos de fio, conector e polaridade
- Funções de proteção necessárias
- Condições de operação e armazenamento
- Mercado-alvo e requisitos de documentação
- Quantidade estimada do pedido e cronograma
Se uma bateria existente estiver sendo substituída, forneça sua folha de especificações, foto da etiqueta e dimensões físicas. A substituição ainda deve ser avaliada em relação ao dispositivo, carga e sistema de carregamento reais.
Construa a bateria em torno do produto
O valor de uma bateria de polímero de lítio reside em sua capacidade de funcionar com o design do produto.
Ao coordenar as dimensões das células, o desempenho elétrico, os circuitos de proteção, as condições de carregamento e a estrutura mecânica numa fase inicial, os fabricantes podem alcançar um melhor equilíbrio entre tempo de execução, tamanho, peso e funcionalidade.
Explore a linha de células de íons de lítio em bolsa da Hi-Watt ou entre em contato com a equipe da Hi-Watt para informar seu espaço disponível, requisitos de energia e detalhes do projeto.
Nossa equipe pode ajudar a avaliar uma configuração de célula tipo bolsa e bateria OEM adequada para sua aplicação.
