Células Cilíndricas vs. Prismáticas vs. de Bolsa em Baterias de Íon-Lítio
As baterias de íon-lítio, conhecidas como baterias Li-ion, são um tipo de bateria secundária (recarregável) composta por células nas quais íons de lítio se movem do ânodo através de um eletrólito para o cátodo durante a descarga, e retornam quando carregadas. O cátodo, feito de um material composto (um composto intercalado de lítio), define o nome da célula da bateria Li-ion. O ânodo é geralmente feito de grafite litiatado poroso. O eletrólito pode ser líquido, polimérico ou sólido. O separador é poroso para permitir o transporte de íons de lítio e prevenir curto-circuito e fuga térmica da célula.
Química e Desempenho das Baterias Li-ion
A química, o desempenho, o custo e as características de segurança variam entre os tipos de baterias de íon-lítio. A maioria dos dispositivos eletrônicos portáteis usa baterias de polímero de lítio (com um gel polimérico como eletrólito), um material de cátodo de óxido de cobalto de lítio (LiCoO2) e um ânodo de grafite, que oferecem alta densidade de energia. As baterias Li-ion, em geral, possuem alta densidade de energia, ausência de efeito memória e baixa autodescarga. Um dos tipos mais comuns de células é a bateria 18650, usada em muitas baterias de computadores portáteis, ferramentas elétricas sem fio, certos carros elétricos, patinetes elétricos, a maioria das bicicletas elétricas, bancos de energia portáteis e lanternas LED. A tensão nominal é de 3,7 V.
Células Cilíndricas
As células cilíndricas, com corpos sólidos sem terminais, como as usadas em baterias de laptops mais antigos, são feitas de maneira característica de “rolo de geléia”. Isso significa que é um único “sanduíche” longo do eletrodo positivo, separador, eletrodo negativo e separador enrolados em um carretel. Uma vantagem das células cilíndricas em comparação com células com eletrodos empilhados é a velocidade de produção mais rápida. Uma desvantagem pode ser um grande gradiente de temperatura radial dentro das células que se desenvolve em altas correntes de descarga.
Células de Bolsa
As células planas ou de bolsa, com um corpo macio e plano, como as usadas em telefones celulares e laptops mais novos, são baterias de polímero de íon-lítio. As células de bolsa não possuem uma caixa rígida e usam um invólucro flexível selado como recipiente da célula. Essa abordagem minimalista na embalagem reduz o peso e leva a células flexíveis que se encaixam facilmente no espaço disponível de um produto dado. Para baterias de bolsa, a ausência de um estojo dá às células de bolsa a maior densidade de energia gravimétrica. Essas baterias estão se tornando cada vez mais populares entre os fabricantes de smartphones. Seu design macio e leve também oferece mais medidas de segurança do que as caixas de metal rígidas. Quando ocorre um problema crítico com uma célula de bolsa – geralmente devido ao superaquecimento da pressão interna ou ao curto-circuito das baterias – o pacote se expandirá notavelmente com gás.
Células Prismáticas
As células prismáticas, com caixa plástica rígida, são mais finas e leves que as células cilíndricas. Essas células, apresentadas em um invólucro retangular de alumínio ou aço, têm uma vida útil relativamente longa, mas não são tão fáceis de manter resfriadas em comparação com suas contrapartes cilíndricas.
