Bateria Alcalina: Um Guia Completo
O Que é uma Bateria Alcalina?
Uma bateria alcalina (Código IEC: L) é um tipo de bateria primária que gera corrente elétrica direta a partir da reação eletroquímica entre zinco e dióxido de manganês (MnO2) na presença de um eletrólito alcalino. Ela é amplamente utilizada em dispositivos portáteis como ferramentas elétricas, rádios, brinquedos e controles remotos. O tamanho mais comum de bateria alcalina é o AA, conhecido por sua maior densidade energética em comparação com células recarregáveis.
Princípio de Funcionamento
As baterias alcalinas funcionam convertendo energia química armazenada em energia elétrica através de um processo eletroquímico. Elas consistem em uma ou mais células voltaicas, onde reações redox espontâneas ocorrem em dois eletrodos separados por um eletrólito, uma substância condutora iônica e isolante elétrica. A energia química pode ser armazenada em metais de alta energia como Zn ou Li, que não são estabilizados por ligação d-eletrônica, ao contrário dos metais de transição.
Composição de uma Bateria Alcalina
Uma bateria alcalina é composta por cinco partes principais:
- Coletor de corrente interno (pino)
- Ânodo: Material ativo é o Zn, com um potencial padrão de eletrodo (SEP) de -0,76 volts.
- Separador: Membrana permeável que separa o ânodo do cátodo.
- Cátodo: Material ativo é o dióxido de manganês (MnO2).
- Eletrólito: Hidróxido de potássio aquoso.
- Coletor de corrente externo (lata)
Química das Baterias Alcalinas
Nas baterias alcalinas, o eletrodo negativo é feito de zinco, e o positivo de dióxido de manganês de alta densidade (MnO2). O eletrólito alcalino de hidróxido de potássio, KOH, não é consumido na reação. As reações de meia-célula são:
Zn(s) + 2OH−(aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2e− [Eoxidação° = +1.28 V]
2MnO2(s) + H2O(l) + 2e− → Mn2O3(s) + 2OH−(aq) [Eredução° = +0.15 V]
Reação global: Zn(s) + 2MnO2(s) ⇌ ZnO(s) + Mn2O3(s) [e° = +1.43 V]
Vantagens e Desvantagens
Vantagens: Alta densidade energética, longa vida útil (baixa autodescarga) e prontidão instantânea.
Desvantagens: Não são recarregáveis e têm baixa taxa de C. Grandes baterias alcalinas geralmente não são econômicas.
Características das Baterias Alcalinas
- Tensão da Célula: Cerca de 1.5 V.
- Tensão de Corte: Normalmente 0.9 V para células alcalinas.
- Capacidade: Cerca de 2000 a 3000 mAh para uma bateria AA padrão.
- Taxa de C: Taxa de descarga normalmente 0.05C.
- Autodescarga: Taxa muito baixa, cerca de 2–3% ao ano.
Perguntas Frequentes
Como armazenar baterias alcalinas? Armazenar à temperatura ambiente. Altas temperaturas reduzem a vida útil esperada, e temperaturas mais baixas têm uma taxa de autodescarga ainda menor.
Por que as baterias vazam? Devido à geração de gás hidrogênio que pode romper a caixa da bateria se não usada por um período prolongado.
Baterias vazadas são prejudiciais? Sim, podem causar irritação na pele e problemas respiratórios. Devem ser manuseadas com cuidado.
Baterias Alcalinas Recarregáveis
As baterias alcalinas recarregáveis, ou RAM, têm cerca de 2/3 da capacidade das
