Lithium-Ion, or Li-Ion batteries are a type of rechargeable battery that’s used in many applications, but most commonly in the electronics industry. As baterias Li-Ion fornecem eletricidade portátil, alimentando aparelhos eletrônicos como telefones celulares, laptops e tablets. As baterias Li-Ion também são usadas para fornecer energia a equipamentos médicos, veículos elétricos e ferramentas elétricas.

lítio é a fonte primária para baterias de iões Li, pois é mais estável e mais seguro na carga e descarga de energia em comparação com outros minerais.

além da indústria eletrônica, o lítio é um mineral básico na mineração, fabricação, armazenamento de energia e muitos outros. Devido às suas múltiplas utilizações industriais, a importância das baterias De Iões De Lítio não pode ser sobrestimada: é, muito possível, um dos desenvolvimentos mais cruciais do mundo moderno, sem os quais o século XXI não teria sido possível.

ião de lítio: A Brief History

the Lithium-Ion battery has its beginnings in the 1970’s, when British chemist M. Stanley Whittingham proposed creating an energy-storage device using lithium cells. As primeiras baterias de lítio usavam metais sulfetos de lítio e titânio(IV) que, embora operacionais, eram impraticáveis por causa dos custos de produção Caros de titânio(IV) de suflide (metais sulfetos de titânio custam cerca de US $1.000 nos anos 70), para não mencionar seus subprodutos tóxicos quando expostos a compostos de sulfeto de hidrogênio.durante a maior parte dos anos 70 e 80, vários cientistas e engenheiros foram pioneiros e aperfeiçoaram a bateria de lítio. Em 1979, os cientistas John Goodenough, Ned A. Godshall et.al., e Koichi Mizushima, em tentativas separadas, criou e aperfeiçoou o dióxido de lítio cobalto, ou LiCoO2. Esta bateria pavimentou o caminho para novas baterias recarregáveis que se tornaram a base para o desenvolvimento da bateria de Íon De Lítio em 1985, quando Akira Yoshino montou um protótipo de bateria que usou iões de lítio e dióxido de cobalto de lítio como eletrodos da bateria.em 1991, empresas japonesas Asahi Kasei e Sony começaram a produzir em massa a bateria de íon de lítio e aplicá-la a muitos de seus produtos eletrônicos, com mais cientistas e engenheiros aperfeiçoando a tecnologia ao longo dos anos 90 e até hoje. Em 2019, cientistas Stanley Whittingham, Akira Yoshino e John Goodenough foram co-premiados com o Prêmio Nobel de química, especificamente por seu trabalho no desenvolvimento de baterias Li-Ion.

Bateria do Li-Íon Composição

as baterias Li-Ion vêm em diferentes tipos, mas eles são geralmente feitos com os seguintes componentes:

• Catodo ou o eletrodo positivo: Fonte de íons de lítio que determina as baterias, a capacidade e a tensão
• Ânodo ou eletrodo negativo: Seção que armazena e libera íons através de uma unidade externa
• Eletrólito: Médio que transporta íons entre o cátodo e o ânodo
• Separador: Barreira que impede o cátodo e o ânodo de entrar em contacto uns com os outros

estes componentes principais precisam de estar presentes numa bateria de iões Li para poderem funcionar correctamente.as baterias recarregáveis de iões fornecem eletricidade portátil que alimenta dispositivos eletrônicos. As baterias Li-ion são leves e podem ser feitas menores do que outros tipos de baterias, o que as torna convenientes para transportar.as baterias de iões Li fornecem energia de emergência em caso de perda de energia ou flutuação. Equipamentos de escritório como computadores, bem como servidores de TI, precisam continuar funcionando em caso de interrupção de energia para evitar a perda de dados. A energia de apoio também é necessária na indústria médica ou de cuidados de saúde para garantir uma fonte de energia consistente para equipamentos médicos que salvem vidas.

veículos elétricos

a indústria automotiva coloca uma demanda por baterias de iões li para fornecer fonte de energia para veículos elétricos, híbridos ou plug-in híbridos elétricos. Como a bateria li-ion pode armazenar grandes quantidades de energia e pode ser recarregada muitas vezes, eles oferecem melhor capacidade de carga e maior tempo de vida.as baterias de iões continuam a emergir como uma alternativa à gasolina e às baterias de chumbo-ácido na alimentação de trabalho ou rebocadores e barcos de recreio, como barcos de velocidade e iates. Baterias Li-ion fornecem uma fonte de energia tranquila e eficiente e também pode ser usado para fornecer eletricidade para os aparelhos dentro do barco ou iate, enquanto ele está na doca.

mobilidade pessoal

As baterias De Iões De Lítio são utilizadas em cadeiras de rodas, bicicletas, scooters e outras ajudas à mobilidade para pessoas com deficiência ou restrições de mobilidade. Ao contrário das baterias de cádmio e chumbo, as baterias de iões de lítio não contêm produtos químicos que possam causar mais danos à saúde de uma pessoa.as baterias de íon Li também são usadas para armazenar energia solar em painéis solares, pois podem ser carregadas rapidamente. Eles são mais leves, mais compactos e podem conter maiores quantidades de energia em comparação com baterias de chumbo-ácido.

As aplicações acima são apenas algumas das muitas utilizações de baterias de iões de lítio. Como as baterias de iões de lítio são compactas, Portáteis e equipadas com carga rápida e grande capacidade de armazenamento, a demanda por baterias de iões de lítio permanece ou pode mesmo aumentar no futuro.

Segurança e Riscos Ambientais da Bateria do Li-Íon

apesar do seu uso generalizado e armazenamento energeticamente eficiente, a bateria de iões Li não é perfeita; pode ser um perigo para a segurança se produzida, usada e armazenada indevidamente. Uma vez que a bateria contém eletrólitos inflamáveis, as baterias Li-Ion têm uma tendência a se tornar pressurizadas ao ponto de explodir se elas sustentarem qualquer dano estrutural. Quando carregadas muito rapidamente, as baterias Li-Ion também podem correr o risco de curto-circuito e causar uma explosão.devido a isso, e devido à sua utilização generalizada na maioria dos produtos comerciais, as normas de segurança e os testes de segurança das baterias de iões Li são muito mais rigorosos do que outros tipos de baterias. Os electrólitos inflamáveis presentes em baterias de íon Li significa que a produção inadequada pode levar a resultados muitas vezes desastrosos.as baterias de iões Li também são suscetíveis a danos quando carregadas para além dos seus limites de tensão. Normalmente, uma bateria de iões Li tem uma gama de tensão entre 2,5 e 3,65 volts (ou, até 4,35 V, dependendo da composição da célula). Exceder esta tensão devido à carga inadequada pode levar a um envelhecimento prematuro das células da bateria, o que, na melhor das hipóteses, significa que a bateria armazena energia de forma menos eficiente, ou na pior das hipóteses, faz com que os componentes reativos nas células expludam.

Quando armazenado por muito tempo, as baterias de iões Li também podem degradar-se prematuramente, o que significa que não será capaz de atingir a sua gama de tensão normal quando finalmente utilizado. Isto representa um risco porque corre as chances de ser sobrecarregado, apesar do Usuário seguir instruções de pacote para a cobrança.

embora as baterias de iões Li usem metais “menos tóxicos” como ferro, níquel, cobre e cobalto (e são categorizadas como tal), a sua produção e método de eliminação podem ainda representar um perigo substancial para o ambiente.

Enquanto os componentes metálicos das baterias Li-Ion são recicláveis, e são mesmo seguras tanto para as instalações de incineração e aterros sanitários, o readaptando-los para reutilização e reprodução em outros produtos, é um longo e caro processo, o qual, por sua vez, leva os fabricantes a renunciar a reciclagem e, em vez de só a minha novos componentes.

até que grandes melhorias sejam pioneiras na produção de baterias de íon Li, elas sempre representarão uma ameaça para o meio ambiente: é preciso 67 megajoule de energia para criar um único quilograma de íon Li.

O Futuro da Bateria do Li-Íon

Embora agora mais de 50 anos de idade, a bateria do Li-Íon ainda é melhorar constantemente: os cientistas estão continuamente empurrar os limites do atual Li-Ion tecnologia, experimentando com novas maneiras de combinar eletrólitos, anodos, e cátodos para criar uma bateria que é mais eficiente em energia, mais custo-eficiente, e muito mais seguro do que a sua forma atual.os cientistas estão a pensar em novas formas de melhorar a actual capacidade energética e as medidas de segurança das baterias de iões Li.