As baterias de íon-lítio estão em quase toda parte. Eles são usados em aplicações que vão desde telefones celulares e laptops até veículos híbridos e elétricos. As baterias de íons de lítio também são cada vez mais populares em aplicações de grande escala, como fontes de alimentação ininterruptas (UPSs) e sistemas estacionários de armazenamento de energia de baterias (BESSs).
Uma bateria é um dispositivo que consiste em uma ou mais células eletroquímicas com conexões externas para alimentar dispositivos elétricos. Quando uma bateria fornece energia elétrica, seu terminal positivo é o cátodo e seu terminal negativo é o ânodo. O terminal marcado como negativo é a fonte de elétrons que fluirá através de um circuito elétrico externo até o terminal positivo.
Quando uma bateria é conectada a uma carga elétrica externa, uma reação redox (redução-oxidação) converte reagentes de alta energia em produtos de baixa energia, e a diferença de energia livre é entregue ao circuito externo como energia elétrica. Historicamente, o termo “bateria” referia-se especificamente a um dispositivo composto por múltiplas células; entretanto, o uso evoluiu para incluir dispositivos compostos por uma única célula.
Como funciona uma bateria de íon de lítio?
A maioria das baterias de íon-lítio compartilha um design semelhante que consiste em um eletrodo positivo de óxido metálico (cátodo) revestido em um coletor de corrente de alumínio, um eletrodo negativo (ânodo) feito de carbono/grafite revestido em um coletor de corrente de cobre, um separador e eletrólito feito de sal de lítio em um solvente orgânico.
Enquanto a bateria está descarregando e fornecendo corrente elétrica, o eletrólito transporta íons de lítio carregados positivamente do ânodo para o cátodo e vice-versa através do separador. O movimento dos íons de lítio cria elétrons livres no ânodo que cria uma carga no coletor de corrente positiva. A corrente elétrica então flui do coletor de corrente através de um dispositivo que está sendo alimentado (telefone celular, computador, etc.) para o coletor de corrente negativo. O separador bloqueia o fluxo de elétrons dentro da bateria.
Durante o carregamento, uma fonte de energia elétrica externa (o circuito de carregamento) aplica uma sobretensão (uma tensão mais alta que a produzida pela bateria, da mesma polaridade), forçando uma corrente de carga a fluir dentro da bateria do eletrodo positivo para o negativo, isto é, na direção inversa de uma corrente de descarga em condições normais. Os íons de lítio então migram do eletrodo positivo para o negativo, onde ficam incorporados no material poroso do eletrodo em um processo conhecido como intercalação.
Horário da postagem: 26 de junho de 2022