Por que as baterias de íons de lítio são importantes?

O que é uma célula 18650?

O mundo está se afastando cada vez mais dos combustíveis fósseis e, um dia, se tornará totalmente elétrico.

Sempre que a humanidade adotou uma nova forma de gerar energia, seja por fogo, vapor ou diesel, houve melhorias fundamentais e de grande impacto em nossas vidas. Por isso, acreditamos que a energia elétrica armazenada em baterias terá grandes implicações para o mundo nos próximos vinte anos, pois tecnologias como veículos elétricos, casas inteligentes, robótica e coleta de energia solar serão capazes de alcançar seu potencial máximo usando esses novos meios.

O íon de lítio é a química mais promissora entre todas as baterias. Os fabricantes de íons de lítio estão constantemente inovando, e os objetivos para atingir a densidade de energia necessária para uma transição energética completa parecem viáveis. Grandes investimentos, como a Gigafactory da Tesla, são evidências que confirmam seu papel na próxima geração de baterias, essenciais para revolucionar o armazenamento de energia.

Formato

As finas e planas camadas metálicas que compõem os ânodos e cátodos da célula são empilhadas umas sobre as outras e enroladas juntas. Os íons de lítio se movem entre essas camadas, em uma direção quando a bateria está carregando e na direção oposta quando está descarregando. O rolo comprimido de ânodos e cátodos é inserido em um cilindro de aço rígido com uma tampa aberta e, por fim, selado com o polo positivo. Já as células de polímero de lítio (Li-po) podem ter formatos diferentes.

Tamanho

A bateria 18650 (18 mm x 65 mm) é um tipo de classificação baseado no tamanho das baterias de íons de lítio. Se você já segurou uma em suas mãos, provavelmente percebeu que tem o mesmo formato, mas é um pouco maior que uma bateria AA. As pilhas AA, por comparação, às vezes são chamadas de baterias 14500, pois têm um diâmetro de 14 mm e altura de 50 mm. As baterias cilíndricas de íons de lítio seguem essa mesma nomenclatura, cujo nome é determinado pelo tamanho (diâmetro seguido da altura).

Preço

As duas especificações mais importantes para as células 18650 são a capacidade, medida em mAh (miliamperes-hora), e a descarga contínua máxima, medida em A (amperes). Ao selecionar um tipo de bateria, é necessário priorizar um desses fatores. As baterias de alta capacidade são mais caras. Já as baterias de alta corrente (amperagem) possuem menor capacidade. As baterias de maior capacidade típicas em 2015 eram ~ 3500mAh, enquanto as de maior amperagem chegavam a 30A.

Falsificações

Baterias falsificadas são um problema crescente. Essas baterias costumam ser perigosas e frequentemente possuem especificações exageradas. Muitas baterias usadas são reembaladas como novas e vendidas sem marca. Medidas contra falsificações são essenciais para varejistas e fabricantes garantirem a segurança dos consumidores.

Economia

Mais de 40% das baterias do mundo são de íons de lítio. A bateria 18650 é um dos tipos de bateria de íons de lítio mais amplamente produzidos, estando presente em notebooks, ferramentas elétricas, robôs, veículos elétricos, vaporizadores, redes solares e praticamente qualquer aplicação que exija armazenamento eficiente de energia elétrica. O custo de produção de uma 18650 caiu de menos de 10 € para ~ 1500mAh (há vinte anos) para menos de 2 € para ~ 3000mAh (hoje). À medida que o custo por kWh continua diminuindo, novas aplicações e usos surgem para essa tecnologia.

Packs

Ao falar especificamente sobre baterias de íons de lítio, é importante diferenciar entre uma célula e uma bateria. Uma célula geralmente é um componente individual e sem proteção. Já uma bateria é um conjunto maior: um pacote contendo várias células com um circuito de proteção PCB, como um BMS (sistema de gerenciamento de bateria). Quase todas as células 18650 são vendidas para montagem em pacotes de baterias. O circuito de proteção da bateria possui funções essenciais, como prevenção de sobrecarga e balanceamento de carga.

Segurança

A química das baterias de íons de lítio se torna mais segura a cada ano. As células agora são bastante resistentes e, na maioria dos casos, não apresentam problemas. No entanto, em certas circunstâncias, podem falhar devido a manuseio incorreto, como curto-circuito ou perfuração. Também já ocorreram acidentes aéreos devido ao superaquecimento de baterias de íons de lítio (provavelmente iniciados por variações de pressão), tornando o transporte aéreo de baterias 18650 cada vez mais restrito.

Tensão

As células 18650 geralmente são classificadas em 3,6V, 3,7V e, às vezes, 3,65V. A faixa de tensão total da maioria das 18650 varia entre 2,5V e 4,2V. Ultrapassar esse limite durante a carga ou descarga pode gerar calor, fumaça, fogo ou até explosão.

Melhoria

A cada ano, a capacidade das baterias de íons de lítio melhora cerca de 8%. Esse crescimento pode parecer lento, mas representa um aumento exponencial a longo prazo. Dentro de cada tipo de química de bateria, a melhoria é linear. Portanto, novas gerações de baterias com diferentes composições químicas (ainda baseadas em íons de lítio) são necessárias para permitir avanços exponenciais. Espera-se que essa tendência continue por pelo menos 25 anos.

Transporte

O transporte de baterias de íons de lítio é notoriamente complicado, pois são classificadas como um dos produtos mais perigosos do mundo devido ao risco de explosão em aviões. Regulamentos rigorosos de embalagem e alfândega precisam ser seguidos, e é essencial acompanhar as mudanças nas regulamentações de cada país. Os pacotes de baterias personalizadas precisam de uma licença especial da ONU, que pode custar dezenas de milhares de euros para serem autorizados no transporte aéreo. O transporte marítimo é menos regulamentado, mas ainda apresenta desafios.

Obrigado por ler! Não se esqueça de conferir nosso grande estoque de baterias em nossa loja online.

COMPRAR BATERIA PARA NOTEBOOK