ūüĒč As Vantagens e Desvantagens das Pilhas de L√≠tio

as vantagens e desvantagens das pilhas de litio

Prós e Contras das Pilhas de Lítio

Passaram algumas décadas desde a estreia comercial das baterias recarregáveis de lítio, que hoje dominam o mercado como a principal escolha para a energia portátil.

Propostas pela primeira vez na d√©cada de 1970 e produzidas comercialmente pela Sony em 1991, as baterias de l√≠tio s√£o agora utilizadas em telem√≥veis, avi√Ķes e autom√≥veis. Apesar de v√°rias vantagens que as t√™m levado a um sucesso crescente na ind√ļstria energ√©tica, as baterias de i√Ķes de l√≠tio t√™m alguns inconvenientes e s√£o um tema que suscita muita discuss√£o.

Mas o que são exatamente as baterias de lítio e como funcionam?


Índice


 

De que são feitas as pilhas de lítio?

Uma pilha de l√≠tio √© formada por quatro componentes-chave. Tem o c√°todo, que determina a capacidade e tens√£o da bateria e √© a fonte dos i√Ķes de l√≠tio. O √Ęnodo permite que a corrente el√©trica flua atrav√©s de um circuito externo e, quando a bateria est√° carregada, os i√Ķes de l√≠tio s√£o armazenados no √Ęnodo.

O eletr√≥lito √© formado por sais, solventes e aditivos e serve como conduto dos i√Ķes de l√≠tio entre o c√°todo e o √Ęnodo. Finalmente, existe o separador, a barreira f√≠sica que mant√©m o c√°todo e o √Ęnodo separados.

 

Comparação entre baterias de lítio e íão-lítio

As pilhas de l√≠tio n√£o s√£o f√°ceis e seguras de recarregar; este problema levou √† inven√ß√£o de pilhas de i√Ķes de l√≠tio. Elas podem ser carregadas v√°rias vezes antes de se tornarem ineficazes. As baterias de l√≠tio, no entanto, n√£o s√£o recarreg√°veis, mas oferecem mais capacidade do que as baterias de i√Ķes de l√≠tio. T√™m uma maior densidade de energia do que as baterias de i√Ķes de l√≠tio. As baterias de l√≠tio utilizam l√≠tio met√°lico como √Ęnodo, ao contr√°rio das baterias de l√≠tio i√≥nico, que utilizam uma s√©rie de outros materiais para formar o seu √Ęnodo. As baterias de i√Ķes de l√≠tio est√£o em desvantagem na medida em que a sua vida √ļtil √© de cerca de tr√™s anos, depois disso, n√£o t√™m qualquer valor.

 

Como Funcionam

Em ambos os tipos, as correntes el√©tricas ocorrem devido a uma rea√ß√£o qu√≠mica que tem lugar no interior da bateria. O √Ęnodo de uma c√©lula move os eletr√Ķes para o c√°todo que se encontra na extremidade oposta da c√©lula. O eletr√≥lito que separa o c√°todo do √Ęnodo armazena energia el√©trica e serve como condutor el√©trico, permitindo que a eletricidade circule atrav√©s da bateria e alimente um circuito ou aparelho.

 

História das Baterias à Base de Lítio

Os qu√≠micos trabalharam na ideia da bateria de l√≠tio em 1912, embora s√≥ nos anos 70 √© que os primeiros exemplos se tornaram dispon√≠veis para os consumidores, e estas baterias n√£o eram recarreg√°veis. A instabilidade qu√≠mica do l√≠tio met√°lico tornou as baterias de l√≠tio recarreg√°veis demasiado dif√≠ceis de desenvolver. Em 1991, os cientistas utilizaram compostos de l√≠tio mais est√°veis para criar uma bateria. Esta bateria de i√Ķes de l√≠tio era recarreg√°vel e mais leve em peso do que outras tecnologias de baterias recarreg√°veis dispon√≠veis na altura.

 

Utiliza√ß√Ķes das baterias de l√≠tio e de i√Ķes de l√≠tio

Ambos os tipos de baterias oferecem muita energia para o seu tamanho. Podem ser utilizadas em qualquer n√ļmero de aparelhos, desde lanternas a leitores de discos compactos. As baterias de i√Ķes de l√≠tio podem ser formadas em muitas formas, o que as torna ideais para artigos como computadores port√°teis, iPods e telem√≥veis. A sua capacidade de recarga torna-as fontes de energia ideais para a eletr√≥nica de consumo. As baterias de l√≠tio s√£o a bateria de elei√ß√£o quando se trata de alimentar pacemakers artificiais devido √† sua longa dura√ß√£o e √† quantidade de energia que oferecem. As baterias de l√≠tio funcionam bem como fontes de energia de longo prazo em aparelhos que est√£o fora de alcance, tais como detetores de fumo e placas-m√£e de computadores.

 


‚úĒÔłŹ Vejamos Agora as Vantagens Das Pilhas de L√≠tio ‚úĒÔłŹ


 

ūüĎć Vantagem: Elevada densidade energ√©tica

A alta densidade de energia √© uma das principais vantagens da tecnologia das baterias de i√Ķes de l√≠tio. Com equipamentos eletr√≥nicos como os telem√≥veis a precisarem de funcionar durante mais tempo entre as cargas, consumindo ainda mais energia, h√° sempre necessidade de baterias com uma densidade de energia muito superior. Al√©m disso, existem muitas aplica√ß√Ķes de energia, desde ferramentas el√©tricas a ve√≠culos el√©tricos. A densidade de energia muito mais elevada oferecida pelas baterias de i√Ķes de l√≠tio √© uma vantagem distinta. Os ve√≠culos el√©tricos tamb√©m necessitam de tecnologia de baterias com uma elevada densidade de energia.

 

ūüĎć Vantagem: Carregamento r√°pido

A propriedade de carregamento r√°pido das baterias de i√Ķes de l√≠tio tornou-o prefer√≠vel em rela√ß√£o √†s outras baterias recarreg√°veis. Devido a esta raz√£o, estas baterias s√£o utilizadas em aparelhos e outros dispositivos port√°teis que requerem um carregamento frequente.

O tempo necess√°rio para carregar completamente √© muito inferior ao das outras baterias dispon√≠veis no mercado. √Č compat√≠vel com a tecnologia de carregamento r√°pido.

 

ūüĎć Vantagem: Diferentes tipos dispon√≠veis

Existem diferentes tipos de baterias de i√Ķes de l√≠tio dispon√≠veis no mercado, algumas com forma cil√≠ndrica e outras com forma prism√°tica. Esta tecnologia oferece a vantagem de escolher o tipo espec√≠fico de bateria para um determinado dispositivo, o que significa que a tecnologia certa pode ser utilizada para a aplica√ß√£o espec√≠fica necess√°ria.

N√£o s√≥ para pequenos dispositivos e aplica√ß√Ķes, mas tamb√©m oferece n√≠veis de corrente muito mais elevados para ve√≠culos el√©tricos e ferramentas el√©tricas.

 

ūüĎć Vantagem: Vida √ļtil mais longa

As baterias de i√Ķes de l√≠tio t√™m uma vida √ļtil mais longa e continuam a proporcionar um melhor desempenho durante um longo per√≠odo de tempo. Como os ciclos de carga e descarga das baterias de i√Ķes de l√≠tio s√£o elevados, t√™m a capacidade de apresentar um melhor desempenho ap√≥s 5000 ciclos, enquanto algumas outras baterias perdem 30% da sua capacidade ap√≥s 1000 ciclos.

Estas baterias podem ser carregadas regularmente sem afetar a sua capacidade de carga.¬† As baterias de i√Ķes de l√≠tio t√™m uma vida √ļtil 10 vezes superior √† das baterias de chumbo-√°cido e continuam a fornecer 80% da sua capacidade nominal ap√≥s 2000 ciclos. Como estas baterias n√£o exigem manuten√ß√£o ativa, uma compra √ļnica garante a longevidade.

 

ūüĎć Vantagem: Redu√ß√£o do consumo de energia

Como as baterias de i√Ķes de l√≠tio ret√™m e poupam carga durante um per√≠odo de tempo mais longo, devido √† sua propriedade de ciclos de carga-descarga elevados, reduzindo a utiliza√ß√£o e o custo da energia.

 

ūüĎć Vantagem: Tens√£o da c√©lula

A voltagem produzida por cada c√©lula de i√Ķes de l√≠tio √© de cerca de 3,6 volts. Isto tem muitas vantagens. Sendo superior √† das c√©lulas normais de n√≠quel-c√°dmio, n√≠quel-hidreto met√°lico e mesmo das c√©lulas alcalinas normais a cerca de 1,5 volts e chumbo-√°cido a cerca de 2 volts por c√©lula, a tens√£o de cada c√©lula de l√≠tio-i√£o √© superior, exigindo menos c√©lulas em muitas aplica√ß√Ķes de bateria. Para os smartphones, s√≥ √© necess√°ria uma √ļnica c√©lula, o que simplifica a gest√£o de energia.

 

ūüĎć Vantagem: Caracter√≠sticas da carga

As caracter√≠sticas de carga de uma c√©lula de i√Ķes de l√≠tio ou de uma bateria s√£o razoavelmente boas. Fornecem uma constante razo√°vel de 3,6 volts por c√©lula antes de cair quando √© utilizada a √ļltima carga.

 

ūüĎć Vantagem: Auto-descarga

Um problema com muitas baterias recarreg√°veis √© a taxa de auto-descarga. As c√©lulas de i√Ķes de l√≠tio s√£o que a sua taxa de auto-descarga √© muito inferior √† de outras c√©lulas recarreg√°veis. √Č normalmente de cerca de 5% nas primeiras 4 horas ap√≥s a carga, mas depois cai para um valor de cerca de 1 ou 2% por m√™s.

 

ūüĎć Vantagem: Baixa manuten√ß√£o

Uma grande vantagem da bateria de i√Ķes de l√≠tio √© que n√£o necessita de manuten√ß√£o para garantir o seu desempenho.

 

ūüĎć Vantagem: Mais pequeno e mais leve

As baterias de i√Ķes de l√≠tio s√£o mais leves em compara√ß√£o com outras baterias recarreg√°veis e tendo em conta a sua capacidade. O que torna mais eficiente a sua utiliza√ß√£o nos dispositivos eletr√≥nicos port√°teis e √© vi√°vel para cumprir as suas especifica√ß√Ķes, tais como o peso e o fator de forma que mais importa na venda dos produtos. N√£o apenas nos telem√≥veis, mas tamb√©m nos carros el√©tricos e nos carrinhos de golfe para a ind√ļstria aeroespacial.

 

ūüĎć Vantagem: Elevada Densidade Energ√©tica

Alta densidade de energia significa ter alta capacidade de energia sem ser grande ou volumosa. √Č a raz√£o pela qual ainda existe no mundo do progresso como os computadores port√°teis e os smartphones o exigem.

Como hoje em dia os aparelhos est√£o a ser desenvolvidos, que podem ser mais pequenos mas necessitam e funcionam com alta pot√™ncia e proporcionam maior qualidade, a bateria de i√Ķes de l√≠tio √© perfeita para isso. Isto d√° √† bateria uma classifica√ß√£o de alta pot√™ncia enquanto ainda se mant√©m com um tamanho relativamente pequeno. O tamanho compacto torna-a uma escolha popular na ind√ļstria m√≥vel.

 

ūüĎć Vantagem: Instalar e esquecer

Outra vantagem fundamental ligada √† utiliza√ß√£o de baterias de i√Ķes de l√≠tio √© que a sua manuten√ß√£o √© muito reduzida. Uma bateria de i√Ķes de l√≠tio manter√° o seu n√≠vel de desempenho sem necessidade de qualquer manuten√ß√£o peri√≥dica.


‚ĚĆ Vejamos Agora as Desvantagens Das Pilhas de L√≠tio‚ĚĆ


 

ūüĎé Desvantagem: Custo

As baterias de lítio são muito mais caras para o fabricante do que as baterias de níquel-cádmio. Esse suplemento de preço é depois transferido para o consumidor Рo que significa que uma bateria de lítio lhe vai custar.

 

ūüĎé Desvantagem: Dura√ß√£o do Ciclo da Bateria de I√Ķes de L√≠tio

Já reparou como o seu telefone já não dura tanto tempo como antes? Isso porque as pilhas de lítio envelhecem, mesmo quando não estão a ser usadas (e mais rapidamente quando estão a ser usadas). Por isso, com o tempo, terá de substituir a sua bateria de lítio se quiser mesmo que ela dure. Não é um problema se a bateria do seu aparelho for de fácil acesso, mas se não for (iPhone Рestamos a olhar para si), isso pode ser um incómodo.

 

ūüĎé Desvantagem: Envelhecimento

Uma das principais desvantagens das baterias de i√Ķes de l√≠tio para a eletr√≥nica de consumo √© que as baterias de i√Ķes de l√≠tio sofrem com o envelhecimento. N√£o s√≥ este tempo ou calend√°rio depende, como tamb√©m depende do n√ļmero de ciclos de carga e descarga que a bateria sofreu. Muitas vezes, as baterias s√≥ conseguem suportar 500 – 1000 ciclos de carga-descarga antes de a sua capacidade cair. Com o desenvolvimento da tecnologia de i√Ķes de l√≠tio, este n√ļmero est√° a aumentar, mas, passado algum tempo, as baterias podem precisar de ser substitu√≠das e isso pode ser um problema se estiverem incorporadas no equipamento.

As baterias de i√Ķes de l√≠tio tamb√©m envelhecem, quer estejam ou n√£o em uso. Apesar da utiliza√ß√£o, existe tamb√©m um elemento relacionado com o tempo para a redu√ß√£o da capacidade. Quando √© necess√°rio armazenar uma pilha ou bateria de √≥xido de l√≠tio, de cobalto ou de LCO de consumo t√≠pico, esta deve ser parcialmente carregada – cerca de 40% a 50% e mantida numa √°rea de armazenamento fria. O armazenamento nestas condi√ß√Ķes ajudar√° a aumentar a vida √ļtil.

 

ūüĎé Desvantagem: Fim de vida

O fim do ciclo de vida das baterias de i√Ķes de l√≠tio n√£o √© t√£o direto como o das baterias de chumbo-√°cido. Enquanto 99% das baterias de chumbo-√°cido s√£o recicladas, apenas 5% das baterias de i√Ķes de l√≠tio o s√£o. E as baterias de chumbo-√°cido s√£o menos dispendiosas de reciclar do que as de i√Ķes de l√≠tio, porque a maioria dos fabricantes tem em conta os custos de reciclagem no pre√ßo do produto.

 

ūüĎé Desvantagem: Transporte

Esta desvantagem da bateria de i√Ķes de l√≠tio tem vindo √† tona nos √ļltimos anos. Muitas companhias a√©reas limitam o n√ļmero de baterias de i√Ķes de l√≠tio que levam, o que significa que o seu transporte se limita aos navios.

Para os passageiros dos transportes a√©reos, as baterias de i√Ķes de l√≠tio precisam frequentemente de estar na bagagem de m√£o, embora, com a posi√ß√£o de seguran√ßa, esta situa√ß√£o possa mudar de tempos a tempos. Mas o n√ļmero de baterias pode ser limitado. Quaisquer baterias de i√Ķes de l√≠tio transportadas separadamente devem ser protegidas contra curto-circuitos por coberturas de prote√ß√£o, etc. √Č particularmente importante quando algumas das grandes baterias de i√Ķes de l√≠tio, como as utilizadas em grandes bancos de energia.
√Č necess√°rio verificar antes de voar se um grande banco de baterias de i√Ķes de l√≠tio pode ou n√£o ser transportado. Infelizmente, a orienta√ß√£o nem sempre √© particularmente clara.

 

ūüĎé Desvantagem: Tecnologia em desenvolvimento

Embora as pilhas de i√Ķes de l√≠tio estejam dispon√≠veis h√° muitos anos, podem ainda ser consideradas uma tecnologia imatura por alguns, uma vez que se trata, em grande medida, de uma √°rea em desenvolvimento. Isto pode constituir uma desvantagem em termos do facto de a tecnologia n√£o permanecer constante. No entanto, como est√£o constantemente a ser desenvolvidas novas tecnologias de i√Ķes de l√≠tio, tamb√©m pode ser uma vantagem, uma vez que est√£o a surgir melhores solu√ß√Ķes.

 

ūüĎé Desvantagem: Seguran√ßa

Em termos gerais, as pilhas de l√≠tio s√£o bastante seguras. Comparando o n√ļmero de baterias de l√≠tio que existem por a√≠ com os problemas, todos os sinais apontam para a sua grande seguran√ßa. Mas tem havido algumas incid√™ncias que as envolvem em sobreaquecimento e que provocam inc√™ndios. Isto pode acontecer especialmente se duas baterias entrarem em contacto e causarem um curto-circuito entre elas. Devido √† sua elevada densidade energ√©tica, isso produz muito calor – o que n√£o √© uma coisa boa. Na sua maioria, isto significa apenas ter cuidado ao transportar e armazenar baterias de l√≠tio, mas √© uma falha geral da tecnologia.


Conclus√£o

Podemos afirmar que as vantagens são muito mais do que as desvantagens e, por isso, as pilhas de lítio estão a ser usadas mais como parte da nossa vida quotidiana. Além disso, com o avanço da tecnologia atual, elas estão a ficar mais pequenas e mais potentes. No entanto, se queremos que a nossa bateria nos proporcione o seu melhor desempenho, durante o período mais longo possível, devemos ter cuidado com o seu armazenamento, carregamento e manutenção.

 

Margarida Reis
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