relatório baterias de zinco primárias baterias de lítio primárias

Curso de Engenharia de Sistemas de Energias renováveis

Disciplina de Tecnologias das Energias Renováveis

Ano lectivo de 2009/2010

Relatório

Módulo 3: Pilhas de

combustível

Executado por:

Eva Kaná 6832

Fábio Oliveira 6844

Orientado por:

João Abrantes

Entregue em:

10-12-2009

Baterias de Zinco primárias

Baterias de Lítio primárias

Baterias de zinco e lítio primárias

ESTG/IP de Viana do Castelo

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1. Introdução

O presente trabalho tem como objectivo aprofundar as tecnologias das baterias

primárias de zinco e lítio.

Iremos ao longo deste relatório explicar o funcionamento de algumas tecnologias

associadas aos dois tipos de baterias, vantagens e desvantagens, assim como aplicações

que têm actualmente ou que possam vir a ter no futuro.

Desta forma, explicaremos como é possível transformar a energia química em

energia eléctrica nas baterias de lítio e zinco.



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Índice

1. Introdução .......................................................................................................... 2

2. Baterias de zinco primárias ................................................................................ 4

Zinco – Carbono ...................................................................................................... 4

Reacções químicas ............................................................................................... 5

Limitações ............................................................................................................ 5

Melhores aplicações ............................................................................................. 5

Cloreto de Zinco ...................................................................................................... 6

Pilhas Alcalinas – Manganês ................................................................................... 7

Reacções químicas ............................................................................................... 8

Vantagens ............................................................................................................. 8

Pilhas botão e moeda ............................................................................................. 10

Óxido de Prata – Zinco ...................................................................................... 10

Óxido de Mercúrio – Zinco ............................................................................... 11

Ar – Zinco .......................................................................................................... 11

3. Baterias de lítio primárias ................................................................................ 13

Química da célula de lítio ...................................................................................... 13

Pilhas em Botão e moeda ....................................................................................... 14

Células cilíndricas e prismáticas ............................................................................ 16

Baterias com eléctrodos positivos líquidos ............................................................ 18

Cuidados a ter com as pilhas de lítio ..................................................................... 19

4. Tabela comparativa entre as capacidades das diferentes pilhas ....................... 19

5. Conclusão ......................................................................................................... 21



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2. Baterias de zinco primárias

Zinco – Carbono

Este tipo de pilha foi inventada em 1865 pelo engenheiro francês George

Leclanché.

Há 50 anos atrás, a maioria das baterias primárias eram deste tipo. Uma vara

central de carbono, que servia como eléctrodo positivo, era rodeada por dióxido de

manganês e por pó de carbono que eram intimamente misturados. A função do pó de

carbono era aumentar a condutividade eléctrica da massa activa positiva e deste modo

reduzir a resistência interna da célula. O electrólito, uma solução aquosa de cloreto de

amónio e cloreto de zinco, era absorvido pelos poros de um separador e pela mistura de

dióxido de manganês e carbono. A célula tinha uma vedação (asfalto, cera) e uma

abertura na sua extremidade superior, junto com uma capa que servia para isolar a vara

positiva de carbono da cobertura negativa de zinco. Por fim, a cobertura de zinco era

rodeada por um revestimento de papel.

Esta pilha é considerada um pilha seca visto que, embora o electrólito seja uma

solução aquosa, está imobilizado nos poros do separador.

Um dos defeitos deste inicial design era o facto de o zinco participar na reacção

de descarga e por isso ir ficando cada vez mais fino, o que levava ao aparecimento de

orifícios que permitiam que os químicos da célula passassem e corroessem o

equipamento.

Através de avanços tecnológicos, a cobertura de zinco passou a ser feita apenas

de uma vez o que dispensa o uso de soldaduras.

O separador de foi substituído por papel revestido pelos mesmos materiais.

O revestimento em papel foi substituído por um recipiente em aço revestido por

um polímero.

Estes melhoramentos reduziram a tendência das células para libertarem o

electrólito quando completamente descarregadas.



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Reacções químicas

No eléctrodo positivo:

No eléctrodo negativo:

A reacção global:

Estas reacções electroquímicas originam uma diferença de potencial de 1,5 V.

Na realidade, a reacção das células são muito mais complexas do que as

apresentadas, com a formação de intermediários solúveis como Zn(NH3)2 Cl2,

ZnOMn2O3 e ZnCl24Zn(OH)2, especialmente em taxas de alta descarga. Estes sólidos

tendem a impedir a difusão iónica, a qual é necessária para a descarga da célula. A

descida do pH no eléctrodo de zinco leva à corrosão química, com a libertação de

hidrogénio. Como a pressão interna aumenta, o isolamento rompe e ocorre a libertação

do electrólito para o exterior da célula.

Limitações

As pilhas de zinco – carbono não são aconselháveis para aplicações de corrente

elevadas porque conseguem polarizar e a capacidade disponível cai drasticamente com

o aumento da taxa de descarga; o tempo de armazenamento não é longo ( ± 2 anos) e o

intervalo de temperatura óptimo de funcionamento é dos 10 ºC aos 40 ºC, fora deste

intervalo o desempenho deteriora-se.

Melhores aplicações

Aplicações intermitentes e de baixa corrente com períodos de descanso para

recuperação (despolarização) num espaço de dois anos.

Lanternas;

Relógios;

Rádios portáteis;

Detectores de fumo;

…



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Cloreto de Zinco

Este tipo de pilhas é semelhante às de Zinco – Carbono apenas mudando

algumas coisas:

O electrólito passa a ser constituído essencialmente por cloreto de zinco

reduzindo a tendência dos eléctrodos serem obstruídos por produtos sólidos, o

que permite aumentar a difusão iónica e elevar os índices de descarga;

Dióxido de manganês de melhor qualidade, preparado electroliticamente, é

empregado;

Maior quantidade de carbono na mistura, para facilitar a reacção de descarga,

melhorando a condutividade eléctrica;

Melhor enclausuramento.

Estes aperfeiçoamentos aumentam os preços de fabrico e estes anulam os

melhores resultados do desempenho.

Em comparação com as pilhas anteriores, as de cloreto de zinco apresentam

melhores desempenho seja a correntes mais elevadas, ou a temperaturas mais baixas.

De notar também, que se a resistência do circuito aumentar 10 vezes, a capacidade

disponível aumentará entre 2 e 3 vezes enquanto o tempo de vida aumentará até 20

Figura 1 Principais constituintes de uma pilha Zinco - Carbono



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vezes. Se por outro lado, a descarga for intermitente e não contínua, o desempenho será

ainda melhor.

Pilhas Alcalinas – Manganês

A principal diferença entre este tipo de pilhas e as de zinco – carbono reside no

facto de o electrólito destas ser constituído por hidróxido de potássio numa solução 30

% massa/massa visto que este químico tem uma condutividade eléctrica elevada. Outra

diferença está no facto de o eléctrodo negativo ser constituído por pó de zinco

(grânulos) compactado à volta de um colector de corrente posicionado no centro da

célula. A terceira diferença está na configuração da célula; a mistura do eléctrodo

positivo, de dióxido de manganês e pó de grafite, é embalado à volta do separador do

zinco negativo, e está em contacto eléctrico com uma cobertura de aço niquelado. Para

se evitar a inversão da polaridade, o colector negativo está em contacto com a base da

célula (em vez da cobertura) e a barreira isolante na parte de baixo (em vez do topo),

com a cobertura de aço em contacto com o terminal de cima (positivo).

As reacções químicas que ocorrem neste tipo de pilhas são mais simples do que

das pilhas Leclanché visto que não há cloreto de amónio ou cloreto de zinco para formar

precipitados.

Figura 2 Curvas de descarga das pilhas de Zinco -

Carbono e Cloreto de Zinco

Figura 3 Curvas de

funcionamento em função da

temperatura de pilhas de Zinco -

Carbono e Cloreto de Zinco



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A reacção global:

com a formação de iões Zn(OH)42-

como espécie intermédia. Não há alteração na

concentração de iões líquidos de OH-

durante a descarga. No entanto a resistência

interna aumenta devido a outros factores.

Estas reacções electroquímicas originam uma diferença de potencial de 1,54 V.

Vantagens

As células alcalinas – manganês apresentam as seguintes vantagens em relação aos

tipos de pilhas anteriores:

Mais indicadas para aplicações contínuas;

Melhores a correntes elevadas;

Indicadas para temperaturas mais baixas;

Maior tempo de armazenamento (4 anos a 20ºC);

Adequadas para aplicações de baixa corrente como detectores de fumo.

Figura 4 Principais constituintes de uma pilha Alcalina - Manganês



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As horas de serviço (alcalinas-manganês vs. zinco-carbono) é maior para as

pilhas D do que para as AA, e é ainda maior a altas descargas (pequenas resistências).

Embora a baixas temperaturas, a célula alcalina ainda funciona durante algumas

horas, o que não acontece com as de zinco-carbono.

A uma potência contínua de 0.5 W, a energia disponível pela Duracell Ultra é 30

% maior do que as convencionais pilhas alcalinas, e a 1 W é 100 % mais. Isto porque

avanços nas ciências dos materiais permitiram reduzir a resistência interna da célula.

Figura 5 Horas de serviço, a uma descarga constante, de pilhas Alcalinas - Manganês e Zinco - Carbono

Figura 6 Descargas a baixas temperaturas de uma pilha Alcalina tamanho D

Figura 7 Comparação entre a pilha Alcalina normal e a Alcalina Ultra da Duracell



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Pilhas botão e moeda

Óxido de Prata – Zinco

Este tipo de célula foi inventada a meio do século XIXX mas apenas se iniciou a sua

produção para fins comerciais depois de descoberta a membrana permeável a iões

como separador. A sua principal utilização era satisfazer o crescimento rápido dos

relógios eléctricos.

Como electrólito é possível usar dois constituintes: hidróxido de potássio se se

pretender altas correntes, ou hidróxido de sódio se se preferir uma vida longa.

Possui uma curva de voltagem de descarga plana com voltagens iniciais entre os

1.50 V a 1.55 V, o que indica uma resistência interna baixa e que sofre pouca

polarização. A voltagem em circuito aberto é de 1,6 V.

Em comparação com as pilhas alcalinas – manganês, possuem uma capacidade

volumétrica superior em 50 %, possuindo entre 200 a 300 mAh por cm3.

Ao fim de quatro anos, ainda retêm 80 % da capacidade inicial, para uma

temperatura constante de 20ºC.




A reacção global:

Figura 8 Principais constituintes de uma pilha Óxido de Prata - Zinco



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Figura 9 Curvas de voltagem em descarga de uma pilha de Óxido de Prata - Zinco

Óxido de Mercúrio – Zinco

Muito semelhantes às anteriores, mas variando poucas características:

Voltagem em circuito aberto inferior (1.35 V);

Adiciona-se dióxido de manganês à mistura do eléctrodo positivo para aumentar

a voltagem para 1.40 V até 1.45 V;

Têm uma resistência interna inferior;

São produzidas em pequena escala devido aos problemas ambientais do

mercúrio.

Ar – Zinco

O eléctrodo de ar é bem conhecido em células de combustível alcalinas e não há

razão para não utilizá-lo em pilhas de zinco primárias.

Aparência similar às de zinco – óxido de prata, mas com pequenos buracos na

cobertura positiva para admitir ar ao eléctrodo;

Quando armazenadas, são cobertas com uma fita para evitar que o dióxido de

carbono reaja com o electrólito de hidróxido de potássio para formar carbonato

de potássio e desta forma evitar a diminuição da condutividade do electrólito;

A electro - redução do oxigénio necessita um catalisador, normalmente níquel, e

pode ser descrita:



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A electro – redução ocorre apenas em pontos de contacto entre o ar, electrólito

líquido e catalisador sólido;

Capacidade volumétrica e gravimétrica elevadas;

Voltagem em circuito aberto igual a 1.4 V;

Voltagem de descarga plana;

Corrente entre os 1 mA até 10 mA;

Apenas 1 a 2 semanas de vida útil, visto que o electrólito é envenenado com

dióxido de carbono.

Figura 10 Curvas de voltagem em descarga



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3. Baterias de lítio primárias

O lítio tem duas propriedades que fazem dele altamente adequado como eléctrodo

negativo para baterias:

É o metal mais leve da Tabela Periódica, com uma massa atómica de apenas

6,94. Esta é a propriedade mais atraente para uma bateria leve.

Tem um alto poder electroquímico redutor, que pode dar origem a uma bateria

de 3 V.

O maior problema com o lítio é que é altamente reactivo com a água e, portanto, não

pode ser usado com um electrólito aquoso. No entanto existem 5 classes de electrólitos

não aquosos que podem ser usados nas baterias de lítio.

Soluções de sais de lítio em líquidos orgânicos polares;

Soluções de sais de lítio em líquidos inorgânicos polares;

Sais de lítio fundidos;

Polímeros condutores iónicos;

Cerâmicos condutores iónicos.

Muitas baterias usam o primeiro tipo de electrólito, sendo que o segundo é pouco

utilizado. Baterias de alta temperatura empregam sais fundidos e os polímeros que são

adequados para a condução dos iões de lítio têm sido desenvolvidos recentemente sendo

que as baterias de lítio-polímero estão agora a chegar ao mercado. A não condução

cerâmica do lítio tem sido identificada.

Química da célula de lítio

O lítio é instável com a maioria dos líquidos orgânicos, por isso as pilhas devem ser

mantidas num lugar com baixa humidade, sendo que o factor que permite que um

líquido orgânico possa ser usado como electrólito é a formação de uma camada de

passivação na superfície do metal lítio. Essa camada é muito fina e é uma mistura de

nitreto de lítio (Li3N) e hidróxido / carbonato de lítio. A camada normalmente não

contribui substancialmente para a resistência interna da célula, mas protege o lítio de ser

auto-descarregado em circuito aberto, que de outra forma ocorreria como resultado de

processos de corrosão. A escolha do electrólito orgânico para as células de lítio é

determinada pela química detalhada da reacção de interface e de estabilidade e as

propriedades da película da superfície resultante.



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O segundo factor que é importante na escolha de um electrólito orgânico é a

condutividade iónica do líquido, pois este determina a resistência interna da célula, logo

é importante maximizar a condutividade na medida do possível. Isto sugere o uso de um

solvente polar que seja susceptível de facilitar a dissolução de sais de lítio como

espécies iónicas. Entre os utilizados temos:

Ésteres lineares;

Ésteres cíclicos;

Éteres lineares;

Éteres cíclicos.

A condutividade relativamente baixa dos electrólitos orgânicos (básicos) tende a

limitar a potência de saída das pilhas de lítio que podem ser vistas como dispositivos

com energia específica alta, mas com comparativamente baixa potência. Por outro lado,

os pontos de congelação baixos destas soluções permitem que as células operem a

temperaturas mais baixas do que as células de electrólitos aquosos. A purificação das

soluções electrolíticas é particularmente mais importante no que diz respeito a remover

os últimos vestígios de água.

A escolha do material do eléctrodo positivo a usar em células de lítio é também

bastante ampla. Os mais adoptados para as células primárias são o MnO2 e o CFx (uma

forma de grafite fluorada), que fornecem 3 V/célula, FeS2 e CuO, que fornecem 1,5

V/célula.

Pilhas em Botão e moeda

As células de lítio primárias têm um número de características que fazem delas ideais

para aplicações que requerem os formatos de moeda e botão, por exemplo relógios,

máquinas fotográficas e calculadoras. Características benéficas incluem o seguinte:

Alta tensão da célula. Células de lítio geralmente têm tensões de 3 V ou mais,

conforme determinado pela escolha do material do eléctrodo positivo.

Descarga plana. As células de lítio exibem curvas planas direitas de descarga

para o final da descarga.

Vida útil longa. Armazenamento de vida de pelo menos 10 anos à

temperatura ambiente. Isto é devido à estabilidade da camada de passivação,

que é formada na superfície do metal de lítio.



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Ampla faixa de temperatura de operação. As células de lítio podem ser

operadas a partir de - 30 a +60 º C.

O dióxido de manganês é o material mais

usual para eléctrodos positivos em células de lítio

com formato de moeda e botão. A tensão em

circuito aberto de tais células é 3,2 V e a reacção

global de descarga é:

As células lítio - dióxido de manganês são melhor projectadas com eléctrodos de

grande área e com pequeno espaçamento inter-electrónico para o electrólito. Estes

requisitos favorecem a estrutura da célula de moeda sobre a célula de botão. Pela

mesma razão, as pilhas de lítio em moeda são normalmente operadas com correntes

inferiores às equivalentes de óxido de zinco - prata, de modo a minimizar a queda de

resistência e de aquecimento na célula. O design do fecho de polipropileno deve garantir

que não haja penetração de vapor de água durante longos períodos de armazenamento

ou uso.

Figura 11 Curvas de descarga da célula

em moeda de lítio - dióxido de manganês.

Figura 12 Pilha de lítio-dióxido de manganês em formato de moeda.



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Células cilíndricas e prismáticas

Os mais conhecidos eléctrodos sólidos positivos são o FeS2 e o MnO2.

Claramente, a pilha de lítio é capaz de uma vida significativamente mais operacional,

especialmente em níveis de alta potência (até 1400 mA). Isso é importante em

aplicações que requerem pulsos de energia, tais como o flash de cameras. A célula é

construída sobre o princípio do enrolamento em espiral ('jellyroll’).

Figura 13 Princípio do enrolamento em espiral em pilhas de lítio - sulfato de ferro.

Nas baterias de lítio - alumínio, o separador e o eléctrodo positivo FeS2 são todos

fabricados em folhas finas e colocados uns sobre os outros em forma de sanduíche. Este

é, então, enrolado firmemente numa espiral e pode deslizar para o exterior do aço. A

folha de lítio faz o contacto eléctrico com a base da célula de níquel-banhado

(negativo), enquanto o eléctrodo positivo FeS2 contacta com a tampa da célula, que

também é banhada a níquel. Com este projecto, há uma grande área de eléctrodo e uma

diferença muito pequena entre os eléctrodos positivo e negativo.

As vantagens das células lítio - sulfato de ferro são:

Longa vida útil, especialmente em aplicações de drenagem moderada a alta;

Curvas de descarga mais planas do que de outras células de tamanho AA;

Gama de temperatura de funcionamento (-40 a +60 ºC);

Vida longa de armazenamento (até 10 anos);



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Vedação com boa resistência de fuga;

Um terço mais leves do que as células convencionais de tamanho AA.

As células de lítio-sulfato de ferro contêm um interruptor de segurança térmica, que

age como um limitador de corrente se a célula aquece. A resistência do interruptor sobe

abruptamente acima de uma certa temperatura e assim reduz a corrente. Deste modo, o

dispositivo é conhecido como um coeficiente positivo de temperatura. Para uso em

cameras de filmar, computadores portáteis e telemóveis.

Algumas empresas também fabricam células cilíndricas de lítio-dióxido de manganês

na configuração de bobina com um eléctrodo central negativo.

Estas têm alta capacidade, mas baixas correntes de descarga. Podem ser

enrolamentos espirais tais que permitem uma alta taxa de descarga. As células de

tamanho C e D têm capacidades nominais de 4,5 e 10 Ah, e uma corrente contínua

máxima de 1,3 e 3 A, respectivamente. A corrente pulsada pode ser de até 9 A (tamanho

C) e 18 A (tamanho D). Esta performance faz destas células ideais para aplicações que

requerem elevados pulsos de potência. Estas também têm uma elevada densidade de

energia (no máximo de 500 Wh-3

). As células em forma prismática podem ser ligadas

em série ou em paralelo para formar um grande volume de baterias eficientes. Têm sido

amplamente aplicadas para pacemakers devido à sua excelente confiabilidade na

elaboração de baixas correntes contínuas, bem como a muito baixa taxa de auto-

descarga (<1% por ano).

O cromato de prata Ag2CrO4, é outro material que tem sido empregue

extensivamente como eléctrodo sólido positivo em células de lítio primárias. A célula

Figura 14 Pilha de lítio-dióxido de manganês na forma cilíndrica.



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resultante tem uma voltagem em circuito aberto de 3.5 V e descargas de acordo com a

seguinte reacção:

As células de lítio-cromato de potássio são produzidas em ambas as configurações de

botão e moeda, bem como na forma prismática. A densidade de energia é superior a 500

Wh dm-3

para cortes de tensão de 2.5 V.

Baterias com eléctrodos positivos líquidos

As pilhas de lítio primárias também têm sido desenvolvidas usando eléctrodos

líquidos positivos. Estes são de dois tipos: célula de "dissolução do eléctrodo” e célula

de “eléctrodo líquido inorgânico”. Em ambas o material positivo está em contacto

directo com o metal lítio negativo, com o qual reage superficialmente para formar uma

camada de passivação.

Eléctrodo positivo dissolvido. Este consiste numa solução de dióxido de enxofre num

electrólito de brometo de lítio (LiBr) dissolvido em acetonitrilo (CH3CN). A reacção de

descarga é:

A pressão nominal da dissolução de dióxido de enxofre é ~300 kPa à temperatura

ambiente e sobe para 3 MPa a 100 ºC. Isto necessita de uma caixa de pressão para a

célula. Um solvato SO2 líquido de LiAlCl4, como LiAlCl4.xSO2, pode ser usado como

electrólito. O colector positivo de corrente é normalmente constituído por uma mistura

de um negro de carbono e teflón, que é moldado em forma de folha, pressionado sobre

uma tela metálica de apoio, e separado do lítio-alumínio negativo por um separador

microporoso de polipropileno. Este sanduíche é helicoidalmente enrolada num aço

revestido de níquel. Células de lítio-dióxido de enxofre têm um densidade energética

gravimétrica e volumétrica até 330 Wh kg-1

e 500 Wh dm-3

, respectivamente. A sua

curva de carga de descarga é muito plana de 2,8 V a 2.9V, e é pouco dependente da

corrente consumida por causa da baixa resistência interna do enrolamento em espiral. A

faixa de temperatura a qual as células podem operar é de -50 a +70 º C.

Eléctrodo positivo de líquido inorgânico. Este emprega cloreto de tionilo (Cl2SO) ou

cloreto de sulfurilo (CO2Cl2) como o material activo, com sal dissolvido para fornecer a

condutividade. Cloreto de tionilo é o mais usual positivo e a reacção de descarga da

célula é:



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A célula tem uma tensão de 2,9 V com uma densidade de corrente de 200 mA cm-2

.

Esta célula é muito adequada para uso militar, em climas frios e para aplicações

aeroespaciais. As células menores têm encontrado uma ampla variedade de usos que

incluem alimentação para placas de circuito impresso, meteorologia, e sinais de

localização de emergência. As baterias têm normalmente uma energia específica de 250

kg Wh-1 e uma densidade de potência de 1900 Wh kg-1

. É, portanto, uma das baterias

mais potentes desenvolvidas para uso no mar.

Cuidados a ter com as pilhas de lítio

Deve notar-se que todas as células de lítio com electrólitos orgânicos são dispositivos

potencialmente perigosos, com possibilidade de incêndio ou explosão se maltratadas.

As células não devem ser aquecidas acima dos 100 ºC, curto - circuitadas, desmontadas

ou operadas com outros tipos de baterias. Devem ser tomados cuidados também para

inserir as baterias de maneira correcta. Sob nenhuma circunstância deve ser feitas

tentativas para recarregar as pilhas de lítio primárias.

4. Tabela comparativa entre as capacidades das diferentes pilhas

Figura 15 Comparação das capacidades das diferentes pilhas

Através da análise da tabela anterior vemos que a pilha que debita uma maior

diferença de potencial é a pilha de lítio. Tanto para uma análise em termos de volume

como de massa, as pilhas de zinco – ar são as que possuem densidade de energia maior.

As duas marcas apresentadas apresentam capacidades relativamente parecidas. De notar

que aquando da aquisição de uma pilha, deve-se ter em atenção, não só a sua capacidade

mas também a corrente máxima que pode debitar, isto para se poder encontrar a pilha

ideal. Se se pretende abastecer um rádio (por exemplo), uma pilha que debite baixas



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correntes pode ser utilizada, mas se por outro lado se pretende alimentar uma máquina

de barbear, uma pilha que debite maior corrente é mais aconselhada.



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5. Conclusão

Como foi possível demonstrar através do trabalho apresentado, as pilhas são

equipamentos que possibilitam o transporte de energia na forma química para depois

transformá-la para a forma eléctrica e desta poder ser utilizada quando e onde o homem

quiser.

Desde que apareceu a primeira pilha, a procura por uma melhor e mais eficiente

não parou. Foi através desta evolução que foram aparecendo os diferentes tipos de

pilhas abordadas, desde as de zinco – carbono até às modernas de lítio.

As pilhas de zinco – carbono foram as primeiras a serem produzidas industrialmente

mas acarretavam vários problemas como uma baixa capacidade e o derrame do

electrólito para o equipamento.

Depois apareceram as de cloreto de zinco, as quais já resolviam o problema dos

derrames, funcionavam a temperaturas mais baixas do que as de zinco – carbono mas

embora a capacidade fosse mais alta do que as ditas, ainda não era muito elevada.

Uma revolução deu-se quando em 1973 aparecem as primeiras pilhas alcalinas. Estas

não derramavam produtos perigosos para o equipamento, tinham altos índices de

descarga e tinham uma capacidade muito superior a todas as pilhas mencionadas

anteriormente.

Para se poder fornecer energia aos emergentes relógios eléctricos apareceram as

pilhas em forma de botão e moeda. A diferença entre estas duas é que as de botão têm

uma altura maior do que as de moeda. Dentro destas duas categorias encontramos pilhas

de óxido de prata, com uma resistência interna muito baixa, pouca tendência a polarizar

e uma capacidade volumétrica superior em 50 % às pilhas alcalinas; pilhas de zinco –

óxido de mercúrio que foram rapidamente postas de parte devido aos tão nocivos

impactos ambientais que o mercúrio provoca e por fim a revolução das pilhas de botão /

moeda, as de zinco – ar. Estas pilhas congregam os avanços conseguidos com os

eléctrodos de ar (através do desenvolvimento das células de combustível) e permitem a

produção de energia eléctrica reduzindo o oxigénio presente no ar, mas têm como

inconveniente o seu curto tempo de vida visto que o electrólito de hidróxido de potássio

reage com o dióxido de carbono atmosférico e perde toda a sua condutividade eléctrica.

Relativamente às baterias de lítio, o seu desenvolvimento teve início nos finais dos

anos 50 e princípios dos anos 60 tendo, nesta altura, a comunidade científica

desenvolvido em paralelo a electroquímica do estado sólido. As baterias primárias de

lítio estão no mercado há cerca de 30 anos e durante a última década tem havido um



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interesse crescente com estas baterias de lítio primárias e como o lítio é o metal mais

leve da tabela periódica torna-se facilmente requisitado para a projecção das chamadas

pilhas leves. Por este motivo e pela sua grande capacidade, as pilhas de lítio têm ampla

gama de aplicações que vão desde máquinas fotográficas a pacemakers devido à sua

elevada confiabilidade. Existem empresas que se dedicam à produção deste tipo de

baterias como é o caso da Ultralife Batteries, Inc. e da Sanyo Corporation que produz

cada célula com capacidade até 5 Ah.

A massiva procura por unidades transportadores de energia não pára de crescer e o

Homem tendo a maior criatividade e reflexão de toda a natureza está constantemente a

quebrar barreiras outrora impensáveis. O desenvolvimento de baterias vai continuar e

ficamos há espera do que de novo e surpreendente nos pode bater amanhã à porta.

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