Porque é que as pilhas de iões de lítio são importantes?

O que é uma célula de 18650?

O mundo está a afastar-se cada vez mais dos combustíveis fósseis e um dia tornar-se-á totalmente eléctrico.

Cada vez que o planeta tem utilizado uma nova forma de geração de energia, seja fogo, vapor ou gasóleo, tem havido melhorias fundamentais e de longo alcance nas nossas vidas. É por isso que acreditamos que a energia eléctrica armazenada em baterias terá enormes implicações para o mundo nos próximos vinte anos, uma vez que tecnologias como os veículos eléctricos, as casas inteligentes, a robótica e a recolha de energia solar são capazes de atingir todo o seu potencial energético utilizando estes novos meios.

O lítio-ião é a química mais promissora em todas as baterias. Os fabricantes de iões de lítio estão a melhorar regularmente, e os objectivos para atingir a densidade energética necessária para a conversão total de energia parecem realizáveis. Grandes investimentos como a Gigafactory de Tesla actuam como provas afirmando o seu papel como produtores da próxima geração de baterias necessárias para revolucionar o armazenamento de energia.

Formulário

As folhas finas e planas de metais que compõem os ânodos e cátodos das células são empilhadas umas sobre as outras e enroladas umas sobre as outras. Os iões de lítio movem-se entre estas camadas, numa direcção quando a bateria está a carregar e na direcção oposta quando está a descarregar. O rolo de ânodos e cátodos enrolados firmemente é comprimido num cilindro de aço duro com uma tampa aberta, e finalmente selado com o pólo positivo e selado. O polímero de lítio, ou células de li-po, por outro lado, pode ser de diferentes formas.

Tamanho

A bateria de 18650 (18mm por 65mm) é um tipo de classificação do tamanho da bateria de iões de lítio. Se já alguma vez segurou uma na mão, provavelmente notou que tem a mesma forma, mas é ligeiramente maior do que uma pilha AA. As pilhas AA em comparação são por vezes chamadas de 14500 pilhas, porque têm um diâmetro de 14 mm e uma altura de 50 mm. As pilhas cilíndricas de iões de lítio seguem a mesma nomenclatura, cujo nome é determinado pelo seu tamanho (diâmetro, seguido da altura).

Preço

As duas especificações mais importantes para 18650 células são a capacidade medida em mAh (miliamperes) e a descarga máxima contínua medida em A (amperes). Ao seleccionar um tipo de pilha deve favorecer uma em detrimento da outra. As baterias de alta capacidade são mais caras. As baterias de descarga contínua e de alta amperagem têm uma capacidade inferior. As baterias de maior capacidade típicas em 2015 são de ~3500mAh, e as baterias de maior amperagem são de 30A.

Contrafacção

As células e baterias falsificadas são um problema crescente. Estas baterias são frequentemente perigosas e marcadas com especificações exageradas. Muitas baterias usadas são reembaladas como novas e marcadas com um rótulo branco. As medidas anti-falsificação são muito importantes para os retalhistas ou fabricantes para garantir a segurança dos utilizadores.

Economia

Mais de 40% das pilhas do mundo são de iões de lítio. A bateria 18650 é um dos tipos de baterias de iões de lítio mais produzidos, como se encontra em computadores portáteis, ferramentas eléctricas, robots, veículos eléctricos, vaporizadores, redes solares e quase todas as aplicações que se possam imaginar que queiram armazenar energia eléctrica de forma mais eficiente. O custo de fabrico de uma 18650 passou de menos de 10 euros por ~1500mAh (há vinte anos) para menos de 2 euros por ~3000mAh (hoje). Como o custo por quilowatt-hora continua a diminuir, novas aplicações e utilizações para esta tecnologia estão a surgir.

Pacotes

Quando se fala especificamente de baterias de iões de lítio, é importante, dependendo da indústria, distinguir entre uma célula e uma bateria. Uma célula é geralmente definida como um único indivíduo, desprotegido. Uma bateria é então definida como o conjunto maior: uma bateria composta por muitas células com um PCB (circuito de protecção) central como um BMS (sistema de gestão de bateria). Quase todas as 18650 células são vendidas para montagem numa bateria ou bateria de pilhas. O circuito de protecção da bateria tem funções importantes como a protecção contra sobrecargas e o equilíbrio de carga.

Segurança

A química da bateria de iões de lítio está a ficar mais segura a cada ano. As células são agora muito robustas e, na maioria das vezes, não há problema. No entanto, em algumas circunstâncias, as células avariam devido a um manuseamento incorrecto, por exemplo por curto-circuito ou por perfuração das células. Também tem havido acidentes aéreos devido a eventos de escoamento térmico de iões de lítio (provavelmente iniciados por alterações na pressão) - por isso, o transporte aéreo de 18650 baterias está a tornar-se cada vez mais difícil.

Voltagem

18650 células são geralmente classificadas em 3,6, 3,7, e por vezes 3,65 volts. A gama completa de tensão para a maioria das 18650s situa-se entre 2,5 volts e 4,2 volts.  Ir acima ou abaixo desta gama durante a carga ou descarga pode resultar na geração de calor, fumo, fogo ou explosão.

Melhorar

Ano após ano, verifica-se uma melhoria de 8% na capacidade da bateria de iões de lítio. Isto é um crescimento lento mas exponencial. Dentro de cada química de bateria, a melhoria é linear. Portanto, são necessárias novas gerações de baterias com novos paradigmas químicos (todas podem ser de iões de lítio, com diferentes químicos) para permitir um crescimento exponencial. Espera-se que este crescimento se prolongue por pelo menos 25 anos.

Envio para

A expedição de baterias de iões de lítio é notoriamente difícil, pois estão classificadas como um dos produtos mais perigosos do mundo devido à sua natureza explosiva a bordo de aviões. Os regulamentos de embalagem e aduaneiros são muito rigorosos e há que ter o cuidado de acompanhar as mudanças regulamentares em vários países. As baterias personalizadas necessitam de uma licença especial da ONU que custa dezenas de milhares de euros para serem autorizadas a bordo de aviões de carga. O transporte marítimo é significativamente menos regulamentado, mas ainda tem os seus prós e contras.

Obrigado pela leitura e não se esqueça de dar uma vista de olhos ao nosso extenso stock de baterias na nossa loja online.

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