Características das Baterias de Metal de Lítio
Introdução às Baterias de Metal de Lítio
As baterias primárias baseadas em lítio, conhecidas como baterias de metal de lítio, são células não recarregáveis que utilizam o lítio metálico como ânodo. Este tipo de bateria é distinguido das baterias secundárias de íons de lítio ou de polímero de lítio, que são recarregáveis e não contêm lítio metálico. As baterias primárias de lítio destacam-se pelo baixo índice de autodescarga, proporcionando um tempo de prateleira extenso, de até 10 anos, e são eficazes em temperaturas de até 70°C.
Tipos Comuns de Células de Lítio
- Célula de Dióxido de Manganês-Lítio
- Célula de Dissulfeto de Ferro-Lítio
- Célula de Cloreto de Tionila-Lítio
- Célula de Ar-Lítio
A reação geral para células Li/MnO2 é Li(s) + MnIVO2(s) ⇌ MnIIIO2(Li+) [E° = +3.19 V].
Propriedades e Aplicações
O lítio, utilizado como material de eletrodo, é notável pela alta densidade de energia, baixo potencial do eletrodo e elevada condutividade. Sua maleabilidade permite que seja extrudido em folhas finas. As baterias de lítio podem ser classificadas de várias maneiras, mas um método conveniente é pelo material do cátodo e pela voltagem. Por exemplo, o uso de um cátodo de dissulfeto de ferro resulta em uma bateria com uma voltagem nominal de 1,5 volts, utilizada em baterias AA de alto desempenho.
Parâmetros Importantes das Baterias de Metal de Lítio
Tensão da Célula
A tensão das baterias elétricas é criada pela diferença de potencial dos materiais que compõem os eletrodos positivo e negativo na reação eletroquímica. Para a célula de dióxido de manganês-lítio, a tensão da célula é de 3V.
Tensão de Corte
A tensão de corte é a tensão mínima permitida e geralmente define o estado “vazio” da bateria. A tensão nominal da bateria CR2032 é de 3,0 V e a tensão de corte é de 2,0 V.
Capacidade
A capacidade coulométrica é o total de Ampère-horas disponíveis quando a bateria é descarregada a uma corrente de descarga específica de 100% SOC até a tensão de corte. A bateria CR2032 tem uma capacidade típica na faixa de 210-230 mAh.
Taxa de C
A taxa de C é usada para expressar a rapidez com que uma bateria é descarregada ou carregada em relação à sua capacidade máxima. Uma taxa de 1C significa que a corrente de descarga esgotará a bateria inteira em 1 hora.
Autodescarga
As baterias se autodescarregam gradualmente, mesmo quando não estão conectadas e fornecendo corrente. Isso se deve a reações químicas “laterais” que ocorrem dentro da célula, mesmo sem carga aplicada. A taxa anual de autodescarga da bateria CR2032 em temperatura ambiente e umidade normal é inferior a 1% da capacidade nominal.
Conclusão
As baterias de metal de lítio oferecem uma solução robusta e de longa duração para uma variedade de aplicações, destacando-se pela sua baixa autodescarga e alta densidade de energia. Compreender suas características e especificações é essencial para escolher a bateria adequada para diferentes dispositivos e usos.
