Como são feitas as células prismáticas das baterias de íons de lítio

Como se sabe, as células da bateria de íons de lítio podem ter diferentes formatos. Inicialmente, o foco estava mais no formato cilíndrico, mas, nos últimos tempos, também surgiram as células em forma de pacote e as prismáticas.

As células prismáticas, em particular, juntamente com as cilíndricas, parecem ter os desenvolvimentos mais promissores. De fato, embora a Tesla com a 4680, a BMW e outras empresas pareçam estar conduzindo as células cilíndricas a um futuro promissor, são as prismáticas, de acordo com muitos analistas, que podem acabar assumindo o controle.

Como elas funcionam

Vamos começar explicando como elas funcionam: as células prismáticas, assim como as cilíndricas, são células de íon-lítio e, portanto, utilizam dois eletrodos, um separador e um eletrólito.

Mais detalhadamente, elas adotam um ânodo (eletrodo negativo), feito de grafite ou silício, e um cátodo (eletrodo positivo), feito de óxido de lítio metálico com vários outros elementos, como níquel, manganês e cobalto. Eles são divididos por um separador, geralmente feito de material sintético.

Os eletrodos e o separador são feitos de folha de alumínio e são imersos em um eletrólito (quase sempre um líquido) que permite a passagem de um eletrodo para o outro em ambas as direções, dependendo se a energia está sendo armazenada ou transferida.

Uma célula prismática CATL com química níquel-manganês-cobalto

Dois tipos de células prismáticas

As células prismáticas, como as outras, são células cujo componente ativo está contido em um invólucro rígido. A vantagem que elas oferecem em relação às células cilíndricas diz respeito ao gerenciamento do espaço dentro do próprio conjunto de baterias: graças ao seu formato retangular, elas podem ser colocadas lado a lado com requisitos mínimos de espaço.

Há dois tipos de células prismáticas: aquelas em que as folhas do eletrodo e do separador são empilhadas uma sobre a outra e aquelas em que são enroladas sobre si mesmas e depois achatadas. Para o mesmo volume, as células prismáticas com folhas empilhadas podem liberar mais energia ao mesmo tempo, oferecendo melhor desempenho, enquanto as células prismáticas achatadas contêm mais energia, oferecendo uma vida útil mais longa.

• Células prismáticas com folhas empilhadas: maior desempenho
• Células prismáticas com folhas laminadas e achatadas: maior vida útil

Onde são usadas

As células prismáticas geralmente são grandes. O fato de serem volumosas (o lado mais longo pode ter mais de 20 cm) as torna adequadas principalmente para sistemas de armazenamento de energia estacionários e em veículos elétricos.

É menos fácil usá-las em dispositivos que exigem baterias menores, como bicicletas elétricas, laptops ou telefones celulares. Em geral, acredita-se que as células cilíndricas sejam mais adequadas para usos em que é necessária mais energia, enquanto as células prismáticas são melhores quando a eficiência energética precisa ser otimizada. Porém, com os mais recentes desenvolvimentos tecnológicos, esse tipo de linha divisória está se tornando cada vez mais tênue.

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Por que elas podem assumir o controle

Conforme mencionado, as células cilíndricas são atualmente as mais populares quando se trata de carros elétricos. Mas as coisas estão mudando, principalmente por dois motivos.

O primeiro tem a ver com o fato de que elas são produzidas por processos mais simples e, portanto, geralmente mais baratos. Além disso, por serem maiores, menos delas são usadas em um conjunto de baterias, simplificando assim as conexões, os componentes acessórios e as conexões elétricas.

O segundo é que elas são as baterias de lítio-ferro-fosfato mais usadas atualmente. Essa é uma química em rápido desenvolvimento, que reduz ainda mais os custos devido a matérias-primas mais baratas e fáceis de obter e que, graças aos avanços recentes, está diminuindo a diferença de desempenho em relação às baterias de íon-lítio com química tradicional.

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