Bateria de \u00cdon de L\u00edtio<\/h2>\n
A bateria de \u00edon de l\u00edtio, ou bateria Li-ion, \u00e9 um tipo de bateria secund\u00e1ria (recarreg\u00e1vel) composta de c\u00e9lulas em que os \u00edons de l\u00edtio se movem do \u00e2nodo atrav\u00e9s de um eletr\u00f3lito para o c\u00e1todo durante a descarga e retornam ao carregar. O c\u00e1todo \u00e9 feito de um material composto (um composto de l\u00edtio intercalado) e define o nome da c\u00e9lula da bateria Li-ion. O \u00e2nodo geralmente \u00e9 feito de grafite litificada porosa. O eletr\u00f3lito pode ser l\u00edquido, pol\u00edmero ou s\u00f3lido. O separador \u00e9 poroso para permitir o transporte de \u00edons de l\u00edtio e impede o curto-circuito e a fuga t\u00e9rmica da c\u00e9lula.<\/p>\n
Caracter\u00edsticas e Uso das Baterias de \u00cdon de L\u00edtio<\/h2>\n
A qu\u00edmica, o desempenho, o custo e as caracter\u00edsticas de seguran\u00e7a variam entre os tipos de baterias de \u00edon de l\u00edtio. Eletr\u00f4nicos port\u00e1teis usam principalmente baterias de pol\u00edmero de l\u00edtio (com gel pol\u00edmero como eletr\u00f3lito), um material de c\u00e1todo de \u00f3xido de cobalto de l\u00edtio (LiCoO2<\/sub>) e um \u00e2nodo de grafite, que oferecem alta densidade de energia. As baterias de \u00edon de l\u00edtio, ao contr\u00e1rio das baterias convencionais, n\u00e3o t\u00eam efeito mem\u00f3ria (perda de capacidade por n\u00e3o carregar\/descarregar completamente) e alcan\u00e7am uma efici\u00eancia de at\u00e9 95% (rela\u00e7\u00e3o de quantidade de descarga para carga). O problema com essas baterias \u00e9 sua vida \u00fatil, que \u00e9 tipicamente definida como o n\u00famero de ciclos completos de carga e descarga para atingir um limiar de falha em termos de perda de capacidade ou aumento de imped\u00e2ncia. Ap\u00f3s 500 ciclos, a capacidade das baterias de \u00edon de l\u00edtio come\u00e7a a diminuir, e a capacidade \u00e9 reduzida para cerca de 50% ap\u00f3s 1200-1500 ciclos.<\/p>\n Existem dois tipos de eletrodos: intercala\u00e7\u00e3o e convers\u00e3o. Os eletrodos de intercala\u00e7\u00e3o s\u00e3o materiais que funcionam como materiais hospedeiros onde os \u00edons de l\u00edtio podem intercalar. Um exemplo t\u00edpico \u00e9 o LiCoO2<\/sub> e seus derivados. Os materiais de c\u00e1todo do tipo convers\u00e3o s\u00e3o alguns dos principais candidatos para a pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o de baterias recarreg\u00e1veis de Li e Li-ion. Um dos tipos mais comuns de baterias de l\u00edtio \u00e9 o \u00d3xido de Cobalto de L\u00edtio (LiCoO2<\/sub>).<\/p>\n O LiCoO2<\/sub> \u00e9 o material de c\u00e1todo mais comumente usado. Baterias de LiCoO2<\/sub> t\u00eam capacidades muito est\u00e1veis, embora suas capacidades sejam menores do que as baseadas em \u00f3xidos de n\u00edquel-cobalto-alum\u00ednio (NCA). No entanto, o cobalto \u00e9 relativamente caro em compara\u00e7\u00e3o com outros metais de transi\u00e7\u00e3o, como mangan\u00eas e ferro, apesar das atraentes propriedades el\u00e9tricas dos c\u00e1todos de LiCoO2<\/sub>. Atualmente, encontramos este tipo de bateria em telefones m\u00f3veis, tablets, laptops e c\u00e2meras.<\/p>\n O \u00d3xido de Mangan\u00eas de L\u00edtio (LiMn2<\/sub>O4<\/sub>) \u00e9 um material de c\u00e1todo promissor com uma estrutura c\u00fabica de espin\u00e9lio. O LiMn2<\/sub>O4<\/sub> \u00e9 um dos c\u00e1todos \u00e0 base de \u00f3xido de mangan\u00eas mais estudados por conter materiais de baixo custo. Uma vantagem adicional desta bateria \u00e9 a seguran\u00e7a aprimorada e alta estabilidade t\u00e9rmica, mas a vida \u00fatil do ciclo e do calend\u00e1rio \u00e9 limitada. Esse tipo de bateria \u00e9 encontrado em ferramentas el\u00e9tricas, dispositivos m\u00e9dicos e trens de for\u00e7a.<\/p>\n O \u00d3xido de N\u00edquel Mangan\u00eas Cobalto de L\u00edtio (LiNiMnCoO2<\/sub>) – NMC cont\u00e9m um c\u00e1todo feito de uma combina\u00e7\u00e3o de n\u00edquel, mangan\u00eas e cobalto. O NMC \u00e9 uma das combina\u00e7\u00f5es de c\u00e1todo mais bem-sucedidas em sistemas Li-ion. Pode ser adaptado para servir como c\u00e9lulas de energia ou c\u00e9lulas de pot\u00eancia, como o Li-mangan\u00eas. As baterias NMC s\u00e3o usadas para ferramentas el\u00e9tricas, bicicletas el\u00e9tricas e outros trens de for\u00e7a el\u00e9tricos.<\/p>\n O Fosfato de Ferro de L\u00edtio (LiFePO4<\/sub>) – LFP \u00e9 um dos materiais de c\u00e1todo mais recentes a ser introduzido. A partir de 2017, o LiFePO4<\/sub> \u00e9 um candidato para a produ\u00e7\u00e3o em larga escala de baterias de \u00edon de l\u00edtio, como aplica\u00e7\u00f5es de ve\u00edculos el\u00e9tricos, devido ao seu baixo custo, excelente seguran\u00e7a e alta durabilidade de ciclo. A densidade de energia de uma bateria LFP \u00e9 menor do que a de outros tipos comuns de baterias de \u00edon de l\u00edtio, como o N\u00edquel Mangan\u00eas Cobalto (NMC). Devido ao seu menor custo, alta seguran\u00e7a, baixa toxicidade, longa vida \u00fatil e outros fatores, as baterias LFP est\u00e3o encontrando v\u00e1rios pap\u00e9is no uso de ve\u00edculos, aplica\u00e7\u00f5es estacion\u00e1rias em larga escala e energia de reserva. A tens\u00e3o de trabalho varia de 3,0 a 3,3 V. A vida \u00fatil do ciclo varia de 2.700 a mais de 10.000 ciclos, dependendo das condi\u00e7\u00f5es.<\/p>\n O \u00d3xido de N\u00edquel Cobalto Alum\u00ednio de L\u00edtio (LiNiCoAlO2<\/sub>) – NCA apareceu em algumas aplica\u00e7\u00f5es especiais em 1999 e \u00e9 semelhante ao NMC. Oferece alta energia espec\u00edfica, longa vida \u00fatil e pot\u00eancia espec\u00edfica razoavelmente boa. A capacidade de armazenamento de carga utiliz\u00e1vel do NCA \u00e9 de cerca de 180 a 200 mAh\/g. A capacidade do NCA \u00e9 significativamente maior do que a de materiais alternativos, como o LiCoO2<\/sub> com 148 mAh\/g, LiFePO4<\/sub> com 165 mAh\/g e NMC 333 (LiNi0,33<\/sub>Mn0,33<\/sub>Co0,33<\/sub>O2<\/sub>) com 170 mAh\/g. A tens\u00e3o dessas baterias varia entre 3,6 V e 4,0 V, com uma tens\u00e3o nominal de 3,6 V ou 3,7 V. Outra vantagem do NCA \u00e9 sua excelente capacidade de carregamento r\u00e1pido. No entanto, seus pontos fracos s\u00e3o os recursos limitados de cobalto e n\u00edquel e o alto custo.<\/p>\nTipos de Baterias de \u00cdon de L\u00edtio para BESS<\/h2>\n
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