Como estudamos em sala de aula, vimos que tanto as pilhas
como as baterias são dispositivos onde são produzidas correntes elétricas
geradas a partir de uma oxirredução de uma reação química espontânea. Antes de qualquer coisa, vamos diferenciá-las?
Pilha: Um sistema formado por dois eletrodos, mas constitui
apenas uma unidade.
Bateria: Formada por um conjunto de
pilhas ligadas em série.
Mesmo havendo diversos tipos de baterias e pilhas,
consideraremos apenas um tipo delas que será as de lítio.
Veremos nos tópicos a seguir como elas funcionam, em que
aparelhos podemos aplicá-las, sua fórmula química e alguns cuidados que devemos
tomar. Porém antes disso, vamos descobrir como ela surgiu?
Em meados de 1912 o químico americano G.N. Lewis ele
produziu a primeira bateria de lítio, porém só foram disponibilizadas para
vendas em 1970, cerca de 25 anos depois de seu falecimento. Devido a certos
quesitos de segurança, algumas tentativas para se desenvolver baterias
recarregáveis falharam. Como sabemos o lítio é uma substância química inerente
- especialmente durante seu carregamento; mudando o alvo da pesquisa para uma
bateria não metálica da mesma substancia usando seus íons. Mesmo seu volume
energético ser inferior ao do próprio metal, após terem sido tomadas todas as
providências de acordo com a segurança de seu uso, as baterias de ÍONS DE LÍTIO
começaram a ser comercializadas em 1991 primeiramente pela Sony
Corporation.
Pilhas de lítio:
Uma
de suas características e seu peso. Sendo o metal mais leve e menos denso a ser
descoberto, as pilhas de lítio geralmente tendem a ser bem leves. Densidade tão
pouca essa que esse metal branco prateado chega até a boiar na água, visto que
sua densidade é menor que a própria água! Possuindo somente três prótons e três
nêutrons isso a faz ser tão leve.
Atualmente há dois tipos de pilhas ou baterias formadas
por lítio, sendo a principal delas
denominada de pilha de lítio-iodo. Bastante usada em marca-passos
cardíacos, por ser bastante leve e segura (não liberando gases, pois possui
fechamento hermético), tendo uma durabilidade boa (aproximadamente de 8 a 10
anos), e por fim forne uma voltagem de 2,8 V e uma alta densidade
de carga (0,8 Wh/cm³)
Como funcionam: Separados por meio de uma camada cristalina
os eletrodos se formam por um complexo de iodo e por lítio, permitindo assim a
passagem de uma corrente elétrica. Funcionando como ânodo (polo negativo)
ocorrendo oxidação no lítio metálico ele perde elétrons. No entanto, o complexo
de iodo age como cátodo (polo positivo), reduzindo-se e recebendo elétrons. As
semirreações ocorrem da seguinte maneira:
Semirreação do Ânodo: 2 Li(s) →2 Li2+(s)
+ 2e-
Semirreação do Cátodo: 1 I2(s) + 2e-→2
I1-(s)
Reação Global: 2 Li(s) + 1 I2(s) →2
LiI(s)
Pilhas de
íon de lítio:
A pilha ou bateria de íon de lítio carrega esse nome pois
basicamente seu funcionamento se dá pela movimentação de íons de lítio (Li²+).
É bastante utilizada em baterias para aparelhos eletrônicos móveis, como
celulares. Sendo seu potencial energético variável entre 3,0 e 3,5 V.
O ânodo (polo negativo) e o cátodo (polo positivo) são
formados por átomos organizados em planos como se fossem lâminas espaçadas onde
os íons lítio se introduzem. O ânodo por sua vez é formado por grafita (*uma das formas alotrópicas do carbono*) com o metal cobre e os íons se encaixam nos planos de
estruturas hexagonais de carbono, formando a seguinte substância: LiyC6.
Já o cátodo é formado pelos íons lítio intercalados num óxido de
estrutura lamelar (LixCoO2).
Portanto, conclui-se que os íons lítio deixam o ânodo e
partem por meio de um solvente não aquoso para o cátodo. Formando as seguintes
semirreações:
Semirreação do Ânodo: LiyC6(s) + y Li+(solv)
+ y e-→Lix+yCoO2(s)
Semirreação do Cátodo: LixCoO2 (s)
+ y Li+(s) + y e-→Lix+yCoO2(s)
Reação Global: LiyC6(s) →
6 C (s) + y Li+ (solv) + y e-
Bibliografia:
Assovio A Jato, Todos Os Componentes...menos o Pedro Guedes.
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