As baterias de íon-lítio estão ganhando popularidade como uma alternativa potente, leve e ecologicamente correta.
As baterias de íon-lítio são utilizadas comercialmente desde a década de 1990. Originalmente desenvolvidas para uso em eletrônicos de consumo, elas estão ganhando popularidade como uma alternativa potente, leve e ecologicamente correta às baterias de chumbo-ácido e outras baterias de tração.
Todas as baterias são compostas por dois eletrodos (o ânodo e o cátodo), um separador para evitar que os eletrodos se toquem e causem um curto-circuito, e um eletrólito que preenche o espaço restante na bateria. Nas baterias de chumbo-ácido tradicionais, os eletrodos são ambos feitos de chumbo e o eletrólito é uma mistura de água e ácido sulfúrico. Uma reação química entre o chumbo e o ácido sulfúrico produz elétrons livres que fluem da bateria na forma de eletricidade.
Nas baterias de íon-lítio, os eletrodos são feitos de compostos de lítio: óxidos de lítio metálico para o cátodo e compostos de lítio-carbono para o ânodo. O eletrólito é um meio condutor, geralmente um polímero em gel ou um líquido contendo um sal de lítio ou um solvente orgânico. Durante a geração de energia, o eletrólito permite que os íons de lítio se movam do ânodo para o cátodo em um processo conhecido como intercalação. Isso produz elétrons livres, que saem da bateria pelo ânodo, percorrem o circuito como eletricidade e retornam ao cátodo. O processo inverso ocorre durante o carregamento. O separador auxilia a intercalação, pois permite apenas a passagem de íons de lítio. Ele impede que elétrons e partículas do eletrodo atravessem a bateria.
De modo geral, as baterias de íon-lítio são mais leves e podem ser carregadas mais rapidamente do que as baterias de chumbo-ácido. Como possuem densidades de energia mais altas do que as baterias tradicionais, é possível fabricar baterias menores, mantendo a mesma capacidade de armazenamento. Um benefício fundamental das baterias de íon-lítio é que, como a reação química que ocorre é reversível, não há degradação dos eletrodos ao longo do tempo. Portanto, as baterias podem ser recarregadas muito mais vezes do que suas equivalentes de chumbo-ácido. Elas também são mais ecológicas, pois não contêm substâncias (como chumbo ou ácido sulfúrico) com alto impacto ambiental.
Por outro lado, o lítio é uma substância altamente reativa, os eletrólitos orgânicos são altamente voláteis e o ânodo frequentemente apresenta alta instabilidade térmica. Consequentemente, as baterias de íon-lítio representam um risco de incêndio se perfuradas ou carregadas incorretamente. Em particular, podem estar sujeitas a um processo perigoso conhecido como fuga térmica . Garantir a segurança das baterias de íon-lítio é uma preocupação fundamental, e os fabricantes utilizam diversos métodos para prevenir e mitigar a fuga térmica.
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