Bateria 21700: Revolução em Armazenamento de Energia
A bateria 21700 representa um marco no desenvolvimento das baterias de íons de lítio, oferecendo maior capacidade e densidade energética. Desenvolvida inicialmente para carros elétricos e bicicletas elétricas, essa bateria tem atraído a atenção devido às suas propriedades superiores em comparação com o modelo anterior, 18650. Tesla Inc. e Panasonic destacaram recentemente este modelo como sendo de alta densidade energética e baixo custo, adequado para produção em massa.
Vantagens do Uso de Baterias de Íon de Lítio
As baterias de íon de lítio, incluindo a 21700, são conhecidas por suas vantagens significativas. Entre elas, a mais notável é a alta tensão da célula, densidade energética elevada e ausência de efeito memória. Elas são amplamente utilizadas em laptops, ferramentas elétricas sem fio, veículos elétricos, patinetes elétricos, bicicletas elétricas, bancos de energia portáteis e lanternas LED.
Composição e Funcionamento
A bateria de íon de lítio é um tipo de bateria recarregável que funciona com o movimento de íons de lítio do ânodo para o cátodo durante a descarga e vice-versa durante o carregamento. O cátodo é composto por um material compósito (um composto intercalado de lítio), enquanto o ânodo é geralmente feito de grafite litificado poroso. O eletrólito pode ser líquido, polímero ou sólido, e o separador é poroso para permitir o transporte de íons de lítio, evitando curto-circuito e superaquecimento.
Variações e Aplicações
As características químicas, de desempenho, custo e segurança variam entre os tipos de baterias de íon de lítio. A maioria dos dispositivos portáteis usa baterias de polímero de lítio, que oferecem alta densidade energética. Embora apresentem vantagens como alta densidade energética e baixa autodescarga, elas são mais caras e exigem eletrônicos de monitoramento para proteção contra sobrecarga e descarga profunda.
Dimensões e Capacidade
As baterias 21700 têm um diâmetro nominal de 21,0 mm e altura de 70,0 mm, sendo maiores que as baterias 18650, que medem 65 mm de comprimento e 18 mm de diâmetro. Esta diferença se deve à maior capacidade da bateria 21700, que varia tipicamente entre 4000 – 5000 mAh. A forma cilíndrica é produzida em um método “jelly roll”, permitindo uma produção mais rápida.
Lítio-íon vs. Polímero de Lítio
As baterias de polímero de lítio (LiPo) diferem das de íon de lítio por usarem um eletrólito de gel polímero de alta condutividade. Elas são frequentemente usadas em dispositivos móveis, drones e alguns veículos elétricos devido à sua maior energia específica.
Composição das Baterias de Íon de Lítio 21700
Uma célula típica de íon de lítio contém um cátodo de LiCoO2 ou LiMn2O4, um ânodo de grafite litificado e um separador de poliolefina microporosa. O eletrólito é geralmente uma solução não aquosa de hexafluorofosfato de lítio (LiPF6) em carbonatos orgânicos.
Características das Baterias de Íon de Lítio 21700
As baterias 21700 têm uma tensão nominal de 3,7V, com uma tensão de corte de cerca de 3,2V. Sua capacidade típica varia de 4000 a 5000 mAh. A taxa de autodescarga é de cerca de 1,5–2% por mês. Essas baterias são projetadas para ter um longo ciclo de vida, com baterias de fosfato de ferro e lítio (LFP) usadas em veículos elétricos oferecendo até mais de 10.000 ciclos.
Comparação com Outros Tipos de Baterias
Além das baterias de íon de lítio, existem vários outros tipos de baterias, como alcalinas, de metal de lítio, zinco-carbono, óxido de prata e ar-zinco para primárias (não recarregáveis), e polímero de lítio, cobalto de lítio, óxido de manganês de lítio, LFP, NMC, NCA, NiMH, NiCd e chumbo-ácido para secundárias (recarregáveis). Cada tipo tem suas aplicações específicas, variando de dispositivos UPS e baterias de carros elétricos a baterias para laptops e telefones celulares.
Conclusão
A bateria 21700 é um exemplo de inovação no campo das baterias de íon de lítio, oferecendo capacidades maiores e mais eficiência para uma variedade de aplicações. Com sua capacidade de alta densidade energética e custo-benefício para produção em massa, ela representa um avanço significativo na tecnologia de baterias, especialmente para o mercado de veículos elétricos e dispositivos portáteis.
