Bateria de Níquel-Cádmio: Uma Visão Geral
A bateria de níquel-cádmio (Ni-Cd) é um tipo de bateria secundária que emprega hidróxido de óxido de níquel Ni(O)(OH) como cátodo e cádmio metálico como ânodo. Esta bateria é conhecida por sua baixa impedância interna, resultando em altas capacidades de potência, porém com menor capacidade de armazenamento de energia em comparação a outros sistemas de baterias.
Uma das características marcantes das baterias de Ni-Cd é sua longa vida útil e capacidade de recarga rápida. No entanto, elas podem sofrer de depressão de tensão ou efeito de memória, o que significa que a tensão máxima de carga diminuirá se forem descarregadas superficialmente de forma contínua. A reação geral durante a descarga é: 2NiOOH + Cd + 2H2O → 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2.
Composição e Química
Uma célula de Ni-Cd totalmente carregada contém:
- Cátodo: uma placa de eletrodo positivo de hidróxido de óxido de níquel(III)
- Ânodo: uma placa de eletrodo negativo de cádmio
- Separador
- Eletrólito: um eletrólito alcalino (hidróxido de potássio)
As baterias de Ni-Cd geralmente têm uma caixa metálica com uma placa de vedação equipada com uma válvula de segurança auto-selante. As placas de eletrodos positivo e negativo, isoladas uma da outra pelo separador, são enroladas em formato espiral dentro da caixa, conhecido como design de “rolo de gelatina”, permitindo que uma célula de Ni-Cd forneça uma corrente máxima muito maior do que uma célula alcalina de tamanho equivalente.
Vantagens e Desvantagens
As principais vantagens das células recarregáveis são sua capacidade de serem recarregadas após a descarga, sendo mais amigáveis ao meio ambiente do que as baterias primárias. Elas produzem menos resíduos a longo prazo, especialmente em dispositivos de alto consumo. Além disso, as baterias de Ni-Cd oferecem:
- Alta saída de corrente
- Tolerância relativamente alta à sobrecarga
- Resistência a até 500 ciclos de carga
Contudo, as baterias de Ni-Cd têm desvantagens significativas:
- O cádmio não é ecologicamente correto
- Efeito de memória de carga perceptível
Características Técnicas
As baterias de Ni-Cd têm várias características técnicas importantes:
- Tensão da Célula: A tensão comum de circuito aberto para baterias de Ni-Cd (por exemplo, AAA e AA) é de 1.2V
- Tensão de Corte: A tensão mínima permitida, definindo o estado “vazio” da bateria, normalmente é de 1.0 V por célula para Ni-Cd
- Capacidade: As baterias Ni-Cd AA têm uma tensão nominal de 1.2 volts e uma capacidade média de 600-1000 mAh
- Auto-descarga: As baterias Ni-Cd têm uma taxa de auto-descarga de cerca de 10%/mês a 20 °C
- Profundidade de Descarga: Medida de quanto energia foi retirada de uma bateria, expressa como uma porcentagem da capacidade total
Outros Tipos de Baterias
Além das baterias de Ni-Cd, existem diversos outros tipos de baterias, classificadas por tamanho, formato, química e aplicação. Entre elas, encontram-se baterias alcalinas, baterias de íon de lítio, baterias de polímero de lítio, baterias de hidreto metálico de níquel (NiMH) e baterias de chumbo-ácido.
Perguntas Frequentes
Quais são os dois tipos básicos de baterias?
Existem dois tipos básicos de baterias: primárias, que são de “uso único” e não recarregáveis, e secundárias, que são recarregáveis.
Qual é a principal aplicação das baterias de Ni-Cd?
Baterias especiais de Ni-Cd são usadas em telefones sem fio, iluminação de emergência e outras aplicações que necessitam de altas correntes de surto.
Quais são os principais prós e contras das baterias de Ni-Cd?
Entre as vantagens das baterias de Ni-Cd estão a alta saída de corrente e a tolerância à sobrecarga. As desvantagens incluem o impacto ambiental negativo do cádmio e o efeito de memória de carga.
