Como as baterias de íons de lítio (Li-ion) funcionam

Bateria de lítio

Consideradas uma revolução, as baterias de íons de lítio (Li-ion) segundo os cientistas não viciam, isto é, não sofrem do efeito de memória. Vamos mostrar para você como são essas baterias e suas vantagens neste artigo: Como as baterias de íons de lítio (Li-ion) funcionam.

O que era o efeito de memória

O problema do efeito de memória era típico das baterias de Níquel Cádmio (Ni Cd) e Hidretos metálicos de Níquel (Ni MH) . O “vicio” nestas baterias consiste na anomalia/diminuição da capacidade de carga. Assim, quando se carregava a bateria pela metade ela não tinha o mesmo desempenho. Dessa forma, quando nos últimos ciclos de descarga/utilização parciais se pretendia recarregar totalmente a bateria, ela “se lembrava” da carga anterior. Ou seja, ela não tinha a mesma capacidade inicial. Portanto, a bateria perdia sua memória inicial.

Como é a bateria de íon lítio?

As baterias de íon-lítio (Li-ion) foram um grande avanço no armazenamento de energia, principalmente na quantidade elevada de energia armazenada/pequena e cabe em qualquer lugar/peso baixo para carregar. Ou seja, comparativamente com outros tipos de baterias, as de Li-ion são mais práticas e eficiente!

Imagine aqueles celulares grandes antigos, nós o chamamos de tijolos. Mas, hoje os celulares com as baterias de Li-ion são leves e fáceis de carregar. Dessa forma, nos livramos das baterias de chumbo.

Assim, as Li-ion se tornaram muito populares devido à sua alta densidade de energia, baixa taxa de autodescarga e ausência de “efeito memória”.

Então, estamos no paraíso com Li-ion?

As baterias Li-ion são como todas as outras baseadas em reações eletroquímicas. Mas quando elas saem da fábrica, já começam a ocorrer reações eletroquímicas dentro da bateria. Com o passar do tempo, a sua capacidade de armazenamento vai diminuindo. Então, isso é inevitável, mesmo sem uso. Você, já reparou que a bateria do celular tem uma data de validade?

Além do período de vida normal diminuir com a idade da bateria, outros fatores afetam a duração das baterias Li-ion, nos celulares:

Stress induzido por utilização intensiva, muito tempo e com o brilho do ecrã muito elevado, o que origina aquecimento da bateria. As baterias em geral não “gostam” de extremos de temperatura. As de Li-ion não “gostam” nada de muito calor.

A estrutura das baterias Li-ion

Pilha Li-ion

Em princípio, a estrutura básica de uma bateria Li-ion consiste em dois eletrodos (o anodo e o catodo) separados por um eletrólito. O ânodo geralmente são de grafite, enquanto o cátodo pode ter diferentes materiais, como óxido de lítio e cobalto, óxido de lítio e ferro, óxido de lítio e manganês, entre outros. O eletrólito permite a movimentação dos íons de lítio entre os eletrodos durante a carga e a descarga da bateria.

Como as baterias Li-ion funcionam nos carros elétricos?

As baterias de íon de lítio utilizadas em carros elétricos funcionam de maneira semelhante às baterias usadas em outros dispositivos eletrônicos. Mas conseguem fornecer a potência necessária para impulsionar um veículo.

Em um carro elétrico, a bateria de íon de lítio tem centenas ou milhares de células individuais agrupadas em módulos. Assim, conectam-se esses módulos em série e paralelo para obter a voltagem e a capacidade desejadas.

Quando se conecta o carro elétrico a uma estação de carregamento ou a uma tomada elétrica, ela fornece a energia elétrica para a bateria. Durante o processo de carga, os íons de lítio passam do cátodo para o ânodo.

Durante a condução, o motor elétrico do veículo utiliza a energia armazenada da bateria para se mover. Dessa forma, os íons de lítio fluem do ânodo para o cátodo através do eletrólito, liberando elétrons no caminho. Ou seja, direcionam-se os elétrons para fornecer energia ao motor elétrico, que converte a energia elétrica em movimento mecânico para impulsionar o veículo.

Conforme o carro elétrico anda, consome-se a energia da bateria. Ou seja, os íons de lítio se movem novamente do cátodo para o ânodo através do circuito externo, passando pelo motor elétrico. Assim, utiliza-se  o fluxo de elétrons para fornecer energia ao motor do carro.

A gestão do sistema de bateria em um carro elétrico é realizada por um sistema de gerenciamento de bateria (Battery Management System – BMS). O BMS monitora o estado de carga de cada célula da bateria, garante o equilíbrio de carga entre as células, protege a bateria contra sobrecarga, sobreaquecimento e descarga excessiva, e fornece informações sobre a autonomia da bateria ao motorista.

Considerações finais

Então, o assunto “Como as baterias de íons de lítio (Li-ion) funcionam” foi interessante?  Dessa forma, você tem que acessar mais posts sobre os metais desta vez os tóxicos pois é um dos problemas das pilhas Li-on. De qualquer forma convidamos você a descobrir um pouco mais nos posts abaixo. Acesse ai.

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