pilha iónica de lítio

A bateria iónica de lítio tornou-se um componente indispensável numa grande variedade de dispositivos e veículos, desde computadores portáteis e telemóveis a automóveis híbridos e eléctricos. As suas vantagens vão desde a sua elevada densidade energética, recarregabilidade e leveza (até 70% mais leve do que as baterias de chumbo-ácido); maior segurança sem produzir subprodutos tóxicos como as baterias de chumbo-ácido; além disso, não produzem subprodutos tóxicos como as baterias de chumbo-ácido; por isso, os seus fabricantes trabalham incansavelmente para desenvolver melhores materiais de cátodo/ânodo, electrólitos sólidos que garantam baterias de elevada capacidade para uma utilização segura dentro das baterias - apenas para manter estas vantagens!

As inovações recentes incluem uma bateria de lítio iónica que utiliza poli(líquido iónico) como eletrólito em vez de utilizar solventes orgânicos voláteis como o cobalto nas LIBs actuais como material eletrolítico. Este desenvolvimento revolucionário promete densidades de energia mais elevadas a custos mais baixos, com uma menor dependência de metais caros e problemáticos, como o cobalto, que se encontram nas LIBs actuais.

As baterias iónicas de lítio são constituídas por um ânodo, um cátodo, um separador e um eletrólito; o ânodo armazena iões de lítio, enquanto o cátodo funciona como um espaço de armazenamento de electrões; o separador bloqueia o fluxo de electrões no interior da bateria. Finalmente, um eletrólito transporta iões de lítio carregados positivamente entre o ânodo e o cátodo durante a descarga e de volta ao ânodo durante a carga através de processos de intercalação/desintercalação que ocorrem simultaneamente - este processo é conhecido como intercalação/desintercalação em termos técnicos.

Um ânodo tipicamente composto por material de grafite é combinado com um cátodo feito de sulfuretos ou nitretos metálicos não inflamáveis para armazenar iões de lítio através de intercalação, onde são fisicamente incorporados entre camadas 2D de carbono que constituem a grafite a granel, para fins de armazenamento. A descarga da célula envolve um ânodo que sofre uma meia reação de oxidação que liberta iões de lítio positivos, criando simultaneamente electrões carregados negativamente através de um circuito externo; durante a descarga, o ânodo sofre uma meia reação de oxidação que produz iões de lítio positivos, enquanto os electrões carregados negativamente são transportados através de um circuito externo para o cátodo, onde ocorre a meia reação de redução e a corrente eléctrica flui através do circuito externo.

Existem muitos tipos, como a bateria de iões de lítio de 72v, a bateria de lítio de 12 volts 20ah, a bateria de lítio 20ah. As reacções de oxidação-redução devem ter lugar a temperaturas e condições óptimas; caso contrário, alterações estruturais significativas podem reduzir significativamente a capacidade da bateria e diminuir a sua ciclabilidade (a medida do número de cargas e descargas que uma bateria pode suportar antes de a sua capacidade começar a diminuir), aumentando potencialmente a pressão interna da célula, o que representa uma ameaça à segurança de dispositivos móveis como tablets e smartphones.