Baterias à Base de Níquel: Evolução e Aplicações
As baterias à base de níquel foram uma das mais comuns no século passado, sendo amplamente utilizadas em dispositivos portáteis. O uso de níquel nesses dispositivos oferece maior densidade energética e maior capacidade de armazenamento a um custo mais baixo. Apesar da emergência de novos tipos de baterias tornando o mercado global mais competitivo, as baterias à base de níquel ainda são amplamente utilizadas em diversas aplicações.
Principais Tipos de Baterias à Base de Níquel
Existem dois tipos principais de baterias à base de níquel: as baterias de Níquel-Metal Hidreto (NiMH) e as baterias de Níquel-Cádmio (NiCd). Além disso, o níquel é extensivamente utilizado em baterias de íon de lítio, com dois dos tipos mais comuns, Níquel Cobalto Alumínio (NCA) e Níquel Manganês Cobalto (NMC), usando 80% e 33% de níquel, respectivamente. As formulações mais recentes de NMC estão se aproximando de 80% de níquel.
Bateria de Níquel-Metal Hidreto (NiMH)
A bateria NiMH, introduzida comercialmente em 1989, é uma bateria recarregável com eletrodo positivo de hidróxido de níquel e eletrodo negativo de hidreto metálico. Tornou-se popular em veículos elétricos híbridos, representando 10% do mercado total de baterias recarregáveis. Comparativamente às baterias NiCd, as NiMH oferecem 40% mais energia específica, resultando em aproximadamente o dobro da capacidade. São menos afetadas pela depressão de tensão e não contêm cádmio tóxico. Além disso, apresentam menor efeito de memória e menor resistência interna do que as baterias alcalinas.
Bateria de Níquel-Cádmio (NiCd)
A bateria Ni-Cd, usando óxido de hidróxido de níquel como cátodo e cádmio metálico como ânodo, tem baixa impedância interna e alta capacidade de fornecer energia, mas uma capacidade de armazenamento de energia menor em comparação com outros sistemas. Seu maior inconveniente é o conteúdo de cádmio, que é extremamente tóxico. São utilizadas principalmente em dispositivos portáteis de pequeno porte, como ferramentas elétricas e brinquedos.
Características das Baterias NiMH
- Tensão de Célula: As baterias NiMH têm uma tensão de circuito aberto comum de 1,2V.
- Tensão de Corte: O corte de tensão, definindo o estado “vazio” da bateria, é normalmente de 1,0 V por célula para NiMH e NiCd.
- Capacidade: As baterias NiMH AA possuem uma capacidade nominal de 2000-2700 mAh, enquanto as Ni-Cd AA têm entre 600-1000 mAh.
- Taxa C: As baterias NiMH de alta taxa C podem ser carregadas a 1C e totalmente carregadas em pouco mais de uma hora.
- Auto-descarga: As baterias NiMH têm alta auto-descarga, podendo perder até 20% de sua carga nas primeiras 24 horas.
Por Que as Baterias Alcalinas São 1,5V Enquanto as à Base de Níquel São 1,2V?
As baterias alcalinas começam com 1,5 volts e caem para 1,2 volts, continuando até 1,0 volt, onde o aparelho para de funcionar. Já as células secundárias operam mais uniformemente, mesmo com apenas 1,2 volts. Isso se deve à sua química diferente. As células secundárias têm descarga plana, mantendo-se em 1,2 volts até serem esgotadas e, em seguida, caindo rapidamente para abaixo de 1,0 volt. Dispositivos eletrônicos geralmente são feitos para funcionar com tensões de célula de 1,0 a 1,5 volts, portanto, baterias alcalinas e recarregáveis se comportam de maneira semelhante.
Outros Tipos de Baterias
Existem vários outros tipos de baterias, classificadas por tamanho, química, aplicação e tensão. Entre elas, destacam-se as baterias de lítio-íon, lítio-polímero, lítio cobalto óxido e lítio manganês óxido, além das baterias de chumbo-ácido e de gel, cada uma com suas características e aplicações específicas.
