Tipos de baterias Baterias principais

Quais são os diferentes Quais são os diferentes tipos de baterias ?? Primário, Recarregável, Li-Ion

cupom com desconto - o melhor site de cupom de desconto cupomcomdesconto.com.br


Neste tutorial, aprenderemos sobre um dos componentes importantes em Sistemas Elétricos e Eletrônicos: Uma Bateria. Veremos algumas informações básicas sobre uma bateria, daremos uma olhada em diferentes tipos de baterias e também um guia sobre qual tipo de bateria é adequado para sua aplicação.

Introdução

Seja você um engenheiro elétrico ou não, você pode encontrar pelo menos dois tipos diferentes de baterias em sua vida. Alguns dos locais mais comuns em que você usa baterias são relógios de parede, alarmes ou detectores de fumaça que usam pequenas baterias descartáveis ​​ou carros, caminhões ou motocicletas que usam baterias recarregáveis ​​relativamente grandes.

As baterias se tornaram uma fonte muito importante de energia na última década. Mesmo antes disso, eles eram parte integrante de nossas vidas na alimentação de vários dispositivos portáteis, como rádios transistorizados, Walkman, jogos portáteis, câmeras etc.

Mas com o desenvolvimento de smartphones, tablets, laptops, energia solar e veículos elétricos avançados, a pesquisa sobre baterias poderosas que podem durar mais tempo e fornecer a energia necessária está no auge.

Por uma questão de fato, o Prêmio Nobel de Química de 2019 foi concedido a três cientistas John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham e Akira Yoshino pelo desenvolvimento de baterias de íons de lítio.

O que é uma bateria?

Uma bateria é um dispositivo químico que armazena energia elétrica na forma de produtos químicos e, por meio de reação eletroquímica, converte a energia química armazenada em energia elétrica de corrente contínua. Alessandro Volta, um físico italiano, inventou a primeira bateria em 1800.

A reação eletroquímica em uma bateria envolve a transferência de elétrons de um material para outro (chamados eletrodos) através de uma corrente elétrica.

Pilha e bateria

Embora o termo bateria seja frequentemente usado, a unidade eletroquímica básica responsável pelo armazenamento real de energia é chamada de célula. Uma célula, como acabamos de mencionar, é a unidade eletroquímica fundamental que é a fonte de energia elétrica produzida pela conversão de energia química.

Em sua forma básica, uma célula normalmente contém três componentes principais: dois eletrodos e eletrólito e também consiste em terminais, separador e um contêiner. Falando em eletrodos, existem dois tipos de eletrodos chamados ânodo e catodo.

O ânodo é o eletrodo negativo (também chamado de eletrodo de combustível ou eletrodo redutor). Perde elétrons no circuito externo e, na reação eletroquímica, fica oxidado.

O cátodo, por outro lado, é o eletrodo positivo (também chamado de eletrodo oxidante). Ele aceita elétrons do circuito eterno e, na reação eletroquímica, fica reduzido. Portanto, a conversão de energia em uma bateria é devida à reação eletroquímica de oxidação-redução.

O terceiro componente importante de uma célula é o eletrólito. Um eletrólito atua como meio de transferência de carga na forma de íons entre os dois eletrodos. Portanto, o eletrólito é chamado de Condutor Iônico. Um ponto importante a ser observado aqui é que o eletrólito não é eletricamente condutor, mas apenas possui condutividade iônica.

Uma bateria geralmente consiste em uma ou mais "células" que são eletricamente conectadas em uma configuração em série ou paralela para fornecer os níveis de tensão e corrente necessários.

Diferentes tipos de baterias

Basicamente, todas as células e baterias eletroquímicas são classificadas em dois tipos:

  • Primário (não recarregável)
  • Secundário (recarregável)

Embora existam várias outras classificações dentro desses dois tipos de baterias, esses dois são os tipos básicos. Simplificando, as baterias primárias são baterias não recarregáveis, ou seja, não podem ser recarregadas eletricamente, enquanto as baterias secundárias são baterias recarregáveis, ou seja, podem ser recarregadas eletricamente.

Pilhas Primárias

Uma bateria principal é uma das fontes de energia simples e convenientes para vários dispositivos eletrônicos e elétricos portáteis, como luzes, câmeras, relógios, brinquedos, rádios etc. Como não podem ser recarregados eletricamente, eles devem “usá-lo e, quando descarregado, descartá-lo”. tipo ”.

Geralmente, as baterias primárias são baratas, leves, pequenas e muito convenientes de usar, com pouca ou nenhuma manutenção. A maioria das baterias primárias usadas em aplicações domésticas é do tipo de célula única e geralmente vem em configuração cilíndrica (embora seja muito fácil produzi-las em diferentes formas e tamanhos).

Tipos comuns de bateria primária

Até a década de 1970, as baterias à base de ânodo de zinco eram os tipos predominantes de baterias primárias. Durante a década de 1940, a Segunda Guerra Mundial e depois da guerra, as baterias à base de zinco-carbono e têm capacidade média de 50 Wh / kg.

O desenvolvimento mais significativo da tecnologia da bateria ocorreu durante o período 1970 – 1990. Foi nesse período que as famosas baterias de dióxido de zinco / alcalino-manganês foram desenvolvidas e substituíram lentamente os tipos mais antigos de zinco-carbono como a principal bateria principal.

Tipos de baterias Baterias principais

As baterias de zinco – óxido mercúrico e cádmio – óxido mercúrico também foram usadas durante esse período, mas devido às preocupações ambientais com relação ao uso de mercúrio, esses tipos de bateria foram gradualmente eliminados.

É nesse período em que o desenvolvimento de baterias com lítio como ânodo ativo foi iniciado e é considerado uma conquista importante devido à alta energia específica e à vida útil mais longa das baterias de lítio em comparação às baterias de zinco tradicionais.

As baterias de lítio são fabricadas como célula de botão e moeda para uma gama específica de aplicações (como relógios, backup de memória, etc.), enquanto também estão disponíveis baterias maiores do tipo cilíndrico.

A tabela a seguir mostra diferentes tipos de baterias primárias, juntamente com suas características e aplicações.

Leia Também  Como fazer login no Facebook ou no PC ou celular?

Tipo de Bateria

Características

Aplicações

Zinco – Carbono

Comum, baixo custo, variedade de tamanhos

Rádios, brinquedos, instrumentos

Magnésio (Mg / MnO2)

Alta capacidade, longa vida útil

Rádios militares e aeronaves

Mercúrio (Zn / HgO)

Capacidade muito alta, vida útil longa

Médico (aparelhos auditivos, marca-passos), fotografia

Alcalina (Zn / Alcalina / MnO2)

Muito popular, custo moderado, alto desempenho

Pilhas primárias mais populares

Prata / Zinco (Zn / Ag2O)

Descarga plana de alta capacidade, cara e

Aparelhos auditivos, fotografia, pagers

Cátodo solúvel em lítio

Alta densidade de energia, bom desempenho, ampla faixa de temperatura

Vasta gama de aplicações com capacidade entre 1 – 10.000 Ah

Cátodo sólido de lítio

Alta densidade de energia, desempenho em baixa temperatura, vida útil longa

Substituição de botão e células cilíndricas

Eletrólito sólido de lítio

Baixa potência, vida útil extremamente longa

Circuitos de memória, eletrônica médica

Baterias Secundárias

Uma bateria secundária também é chamada de bateria recarregável, pois pode ser recarregada eletricamente após a descarga. O status químico das células eletroquímicas pode ser "recarregado" ao seu status original, passando uma corrente através das células na direção oposta à sua descarga.

Basicamente, as baterias secundárias podem ser usadas de duas maneiras:

cupom com desconto - o melhor site de cupom de desconto cupomcomdesconto.com.br

Na primeira categoria de aplicações, as baterias secundárias são essencialmente usadas como dispositivos de armazenamento de energia, onde são conectadas eletricamente a uma fonte de energia principal e também carregadas por ela e também fornecendo energia quando necessário. Exemplos de tais aplicações são veículos elétricos híbridos (HEV), fontes de alimentação ininterruptas (UPS), etc.

A segunda categoria de aplicações de baterias secundárias são aquelas em que a bateria é usada e descarregada como bateria principal. Depois de completamente descarregada (ou quase completamente descarregada), em vez de descartá-la, a bateria é recarregada com um mecanismo de carregamento apropriado. Exemplos de tais aplicações são todos os eletrônicos portáteis modernos, como celulares, laptops, veículos elétricos etc.

A densidade de energia das baterias secundárias é relativamente menor que a das baterias primárias, mas tem outras boas características, como alta densidade de energia, curvas de descarga planas, alta taxa de descarga, desempenho de baixa temperatura.

Tipos comuns de bateria secundária

Duas das baterias mais antigas são na verdade baterias secundárias chamadas baterias de chumbo-ácido, que foram desenvolvidas no final da década de 1850 e baterias de níquel-cádmio, que foram desenvolvidas no início da década de 1900. Até tempos recentes, existem apenas dois tipos de baterias secundárias.

A primeira e as baterias recarregáveis ​​mais usadas são chamadas de baterias de chumbo-ácido. Eles são baseados no chumbo – dióxido de chumbo (Pb – PbO2) par eletroquímico. O eletrólito usado nesses tipos de baterias é o ácido sulfúrico muito comum.

O segundo tipo de bateria recarregável é chamado de baterias de níquel-cádmio. Eles são baseados no Oxi-hidróxido de níquel (óxido de níquel) como eletrodo positivo e eletrodo negativo à base de metal cádmio. Chegando ao eletrólito, é utilizada uma solução alcalina de hidróxido de potássio.

Nas últimas décadas, surgiram dois novos tipos de baterias recarregáveis. Eles são a bateria de níquel-hidreto metálico e a bateria de lítio-íon. Destes dois, a bateria de íons de lítio acabou se tornando um divisor de águas e se tornou comercialmente superior com seus altos valores específicos de energia e densidade de energia (150 Wh / kg e 400 Wh / L).

Existem outros tipos de baterias secundárias, mas os quatro principais são:

  • Baterias de chumbo-ácido
  • Baterias de níquel – cádmio
  • Baterias de níquel – hidreto metálico
  • Baterias de íon de lítio

Vamos agora ver brevemente sobre esses tipos de baterias individualmente.

Baterias de chumbo-ácido

As baterias de chumbo-ácido são de longe as baterias recarregáveis ​​mais populares e mais usadas. Eles são um produto de sucesso há mais de um século. As baterias de chumbo-ácido estão disponíveis em várias configurações diferentes, como pequenas células seladas com capacidade de 1 Ah a células grandes com capacidade de 12.000 Ah.

Uma das principais aplicações das baterias de chumbo-ácido está na indústria automotiva, pois são usadas principalmente como baterias SLI (partida, iluminação e ignição).

Outras aplicações de baterias de chumbo-ácido incluem armazenamento de energia, energia de emergência, veículos elétricos (mesmo veículos híbridos), sistemas de comunicação, sistemas de iluminação de emergência, etc.

A ampla gama de aplicações de baterias de chumbo-ácido é resultado de suas amplas faixas de tensão, diferentes formas e tamanhos, baixo custo e manutenção relativamente fácil. Quando comparadas a outras tecnologias de bateria secundária, as baterias de chumbo-ácido são a opção mais barata para qualquer aplicação e oferecem desempenho muito bom.

A eficiência elétrica das baterias de chumbo-ácido está entre 75 e 80%. Essa eficiência os valoriza adequados para armazenamento de energia (fontes de alimentação ininterruptas – UPS) e veículos elétricos.

Baterias de níquel – cádmio

As baterias de níquel-cádmio ou simplesmente baterias de Ni-Cd são um dos tipos de bateria mais antigos disponíveis atualmente, juntamente com as baterias de chumbo-ácido. Eles têm uma vida muito longa e são muito confiáveis ​​e resistentes.

Uma das principais vantagens das baterias Ni-Cd é que elas podem ser sujeitas a altas taxas de descarga e podem ser operadas em uma ampla faixa de temperaturas. Além disso, a vida útil das baterias de Ni-Cd é muito longa. O custo dessas baterias é mais alto do que as baterias de chumbo-ácido por Watt-hora básico, mas é menor que outro tipo de bateria alcalina.

Como mencionado anteriormente, as baterias de Ni-Cd usam oxi-hidróxido de níquel (NiOOH) como cátodo e metal de cádmio (Cd) como ânodo. As baterias típicas de consumo vêm com uma tensão on-line de 1,2V. Em aplicações industriais, o Ni-Cd é apenas o segundo das baterias de chumbo-ácido devido ao seu desempenho em baixa temperatura, tensão de descarga plana, vida útil longa, baixa manutenção e excelente confiabilidade.

Infelizmente, há uma característica principal das baterias de Ni-Cd chamada "efeito memória", que é sua única desvantagem. Quando as células Ni-Cd são descarregadas parcialmente e depois recarregadas, elas perdem sua capacidade progressivamente, isto é, ciclo a ciclo. "Condicionamento" é o processo em que a capacidade perdida das baterias pode ser restaurada.

Nesse processo, as células são completamente descarregadas para zero volts e depois totalmente recarregadas.

Baterias de níquel – hidreto metálico

Essas baterias são relativamente novas e são uma versão estendida das baterias de eletrodo de níquel-hidrogênio, usadas exclusivamente em aplicações aeroespaciais (satélites). O eletrodo positivo é o oxi-hidróxido de níquel (NiOOH), enquanto o eletrodo negativo da célula é uma liga de metal, onde o hidrogênio é armazenado reversivelmente.

Tipos de pilhas Ni-Cd

Durante a carga, a liga de metal absorve o hidrogênio para formar hidreto de metal e, durante a descarga, o hidreto de metal perde hidrogênio.

Uma das principais vantagens das baterias de hidreto de níquel-metal sobre as baterias de Ni-Cd é sua maior densidade específica de energia e energia. As baterias de hidreto de metal níquel seladas estão disponíveis comercialmente como pequenas células cilíndricas e são usadas em eletrônicos portáteis.

Baterias de íon de lítio

O surgimento de baterias de íons de lítio nas últimas duas décadas tem sido bastante fenomenal. Mais de 50% do mercado consumidor adotou o uso de baterias de íons de lítio. Particularmente, laptops, telefones celulares, câmeras etc. são as maiores aplicações de baterias de íon-lítio.

Tipos de pilhas Imagem em destaque

As baterias de íon de lítio possuem densidade de energia significativamente alta, energia específica alta e vida útil mais longa. Outras vantagens principais das baterias de íon-lítio são a baixa taxa de auto-descarga e uma ampla faixa de temperaturas operacionais.

Aplicações de bateria

Nas últimas décadas, o uso de pequenas baterias seladas em aplicações de consumidor tem sido exponencial. Baterias primárias ou recarregáveis ​​em formato pequeno estão sendo usadas em um grande número de aparelhos. Alguns deles são mencionados abaixo.

  • Dispositivos eletrônicos portáteis: Relógios, câmeras, telefones celulares, laptops, filmadoras, calculadoras, equipamentos de teste (multímetros).
  • Entretenimento: Rádios, MP3 players, CD players, todos os controles remotos infravermelhos, brinquedos, jogos, teclados.
  • Casa: Relógios, alarmes, detectores de fumaça, lanternas, no-break, luzes de emergência, escovas de dentes, aparadores e barbeadores, monitores de pressão arterial, aparelhos auditivos, marcapassos, ferramentas elétricas portáteis (brocas, chave de fenda).

Como escolher uma bateria?

A seleção de uma bateria para o seu aplicativo pode ser reduzida para apenas duas características: Desempenho e Custo. Porém, se aprofundarmos um pouco mais, os fatores a seguir são determinantes na escolha da bateria certa para a sua aplicação.

  • Primário ou Secundário
  • Energia ou Potência
  • Validade
  • Taxa de Eficiência Energética e Recarga
  • Duração da bateria
  • Temperatura da bateria
Leia Também  Arduino Blog »Projetando um coração animatrônico extremamente realista com o Arduino

Publicações que valem a leitura:

https://holidayservice-tn.com/o-frutuista-alimentando-frutas-nozes-e-sementes-por-um-mes-lifestyle-x/

https://draincleaningdenverco.com/comercio-eletronico-os-principios-fundamentais/

https://clipstudio.com.br/fazer-mais-dinheiro-em-marketing-de-afiliados-com-uma-implementacao-mais-rapida/

https://proverasfestas.com.br/a-importancia-da-comunicacao-visual-no-marketing/

https://coniferinc.com/marketing-de-afiliados-para-um-negocio-de-acessorios-bmw/

https://weeventos.com.br/escape-de-javascript-em-c-um-c-equivalente-para-o-escape-funktion/

https://testmygeekstuff.com/seu-caminho-perfeito-para-o-seu-proprio-curso-online/

https://responsibleradio.com/iti-um-guia-completo-de-admissao-exame-resultados-emprego-e-mais/

cupom com desconto - o melhor site de cupom de desconto cupomcomdesconto.com.br