Comparação entre Baterias de Íon de Lítio e Polímero de Lítio
As baterias de íon de lítio, conhecidas como baterias Li-ion, são tipos de baterias secundárias (recarregáveis) compostas por células nas quais os íons de lítio se movem do ânodo através de um eletrólito para o cátodo durante a descarga, retornando quando carregadas. Já as baterias de polímero de íon de lítio (LiPo), também conhecidas como Li-pol, utilizam um eletrólito polimérico em vez de um eletrólito líquido, consistindo de um gel polimérico de alta condutividade.
As células de polímero de lítio evoluíram a partir de baterias de íon de lítio e metal-lítio. As Li-ion são amplamente usadas em laptops, ferramentas elétricas sem fio, certos carros elétricos, patinetes elétricos, bicicletas elétricas, power banks portáteis e lanternas LED. A reação geral durante a descarga é C6Li + CoO2 ⇄ C6 + LiCoO2.
Diferenças Principais
A principal diferença entre as baterias Li-ion e Li-pol está no eletrólito utilizado. Enquanto as Li-ion usam um eletrólito líquido de sal de lítio (como LiPF6) em um solvente orgânico, as Li-pol utilizam um eletrólito polimérico sólido (SPE) como óxido de polietileno (PEO), poliacrilonitrila (PAN), polimetil metacrilato (PMMA) ou fluoreto de polivinilideno (PVdF). As Li-pol oferecem energias específicas mais altas e são frequentemente usadas em sistemas onde o peso é um fator importante, como em dispositivos móveis, drones e alguns veículos elétricos.
As baterias Li-ion, em geral, têm alta densidade de energia, ausência de efeito memória e baixa auto-descarga. Um dos tipos mais comuns é a célula 18650, utilizada em muitas aplicações citadas anteriormente. A tensão nominal é de 3,7 V. É importante distinguir as baterias primárias de lítio (não recarregáveis) das secundárias de íon de lítio ou polímero de lítio (recarregáveis).
Composição e Características
Uma célula típica de Li-ion contém:
- Cátodo: O cátodo é o eletrodo positivo que adquire elétrons do circuito externo e é reduzido durante a reação eletroquímica. Materiais comuns incluem LiCoO2 ou LiMn2O4.
- Ânodo: O ânodo é o eletrodo negativo que libera elétrons para o circuito externo e oxida durante a reação. Grafite litiatada, LixC6, é um material comum.
- Separador: Uma membrana permeável entre ânodo e cátodo, prevenindo curtos-circuitos e permitindo o transporte de íons de lítio.
- Eletrólito: Em células Li-ion, são soluções não aquosas com sal de hexafluorofosfato de lítio (LiPF6) dissolvido em carbonatos orgânicos como carbonato de etileno (EC) e carbonato de dimetil (DMC).
As características químicas, de desempenho, custo e segurança variam entre os tipos de baterias de íon de lítio. A maioria dos eletrônicos portáteis usa baterias de polímero de lítio com um cátodo de óxido de cobalto de lítio (LiCoO2) e um ânodo de grafite, oferecendo alta densidade de energia.
Conclusão
Embora ambas as baterias sejam baseadas em lítio, as diferenças na composição do eletrólito e na construção interna oferecem distintas vantagens e desvantagens. A escolha entre Li-ion e Li-pol depende das necessidades específicas de aplicação, considerando fatores como densidade de energia, peso, segurança e custo.
