Baterias de chumbo-ácido e Ni-Mh: o que são e como funcionam

As baterias de íons de lítio são atualmente o padrão no campo da mobilidade elétrica. Novas tecnologias estão se difundindo, mas ainda não foram suficientes para substituir esse tipo de bateria.

No entanto, houve uma época, não muito distante, em que as baterias de carros elétricos eram diferentes. Eram usadas baterias de chumbo-ácido, por exemplo, ou baterias de níquel-hidreto metálico. Essas tecnologias estão desatualizadas, mas não desapareceram totalmente.

Como são feitas

As baterias de chumbo-ácido usam dois eletrodos imersos em ácido sulfúrico para funcionar. O positivo é de chumbo revestido com dióxido de chumbo e o negativo é de chumbo metálico poroso. Uma reação química entre este último e o sulfato contido no ácido sulfúrico conduz a carga do eletrodo negativo para o positivo, gerando corrente. Essa reação pode ser revertida, permitindo que a bateria seja recarregada quando conectada a uma fonte elétrica.

As baterias de hidreto metálico de níquel, por outro lado, têm um cátodo feito de oxi-hidróxido de níquel e um ânodo feito de um composto de hidreto metálico.

Vantagens e desvantagens

Esses dois tipos de baterias, embora diferentes em termos de materiais e lógica operacional, têm características semelhantes em mais de um aspecto. Por um lado, elas são bastante simples e baratas de fabricar. Além disso, são menos inflamáveis do que as baterias de íons de lítio.

No entanto, elas têm uma série de limitações que não permitiram que ambas sobrevivessem à chegada das baterias de íon-lítio, exceto marginalmente. A primeira limitação é sua baixa durabilidade. As baterias de íons de chumbo (usadas pelo Fiat Panda Elektra) precisam de 250 a 500 ciclos para que o desempenho caia de 20 a 30%. As baterias de hidreto metálico de níquel se saem um pouco melhor (mas ainda estamos na faixa dos 500 ciclos).

Além disso, ambas têm uma densidade de energia ruim. Ambas oferecem uma faixa entre 50 e 80 Wh/kg. As baterias de chumbo-ácido também sofrem com a "autodescarga", ou seja, perdem parte da energia armazenada mesmo quando não estão em uso. As baterias de hidreto metálico de níquel, por outro lado, sofrem com o efeito memória. Em resumo, elas perdem o desempenho se for feita uma recarga parcial ou se a carga for restaurada para 100% quando a bateria não estiver totalmente descarregada.

Quem as utiliza?

As baterias de chumbo-ácido ainda são usadas em carros elétricos. Elas são usadas somente em modelos muito baratos e muito pequenos. Elas são encontradas principalmente em veículos fabricados na China, carros urbanos ou até mesmo quadriciclos leves.

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As baterias de níquel-hidreto metálico, por outro lado, ainda são bastante difundidas no mundo automobilístico, mas não são usadas por carros totalmente elétricos. É mais fácil encontrá-los em carros híbridos ou híbridos plug-in. A Toyota, por exemplo, os usa há décadas em seus "HEVs", mas agora eles mudaram para baterias de íons de lítio.

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