Recursos minerais raros utilizados em baterias de íon-lítio

Muito mais leves que as baterias de ácido-chumbo (mais antigas), as baterias de lítio compõem hoje a maior parte dos equipamentos eletrônicos recarregáveis de uso pessoal.

O lítio é um metal altamente reativo, com a propriedade de ser muito eficiente quando utilizado na conversão de energia elétrica em energia armazenada de forma química.
Assim, para uma mesma quantidade de energia a ser armazenada, as baterias de íon-lítio são muito menores e mais leves que as baterias de chumbo.

Por isso, as baterias de íon-lítio são tão comuns em dispositivos eletrônicos portáteis.
A popularidade deste tipo de bateria trouxe o desenvolvimento de combinações químicas, com a aplicação de elementos raros e minerais específicos, para melhorar o desempenho, a vida útil, e reduzir o peso e as dimensões das baterias.

Que elementos são estes?
Dos elementos e minerais específicos empregados para otimizar as baterias de lítio, o níquel é um destes elementos.

Quando os celulares começaram a se tornar mais populares, as bateriam eram feitas predominantemente com níquel.

No entanto, estas baterias possuíam um problema crônico: se não fossem carregadas até o final, sua vida útil era diminuída (forte efeito memória).

Era o famoso termo “bateria viciada”, utilizada antigamente. As baterias de lítio superaram as de níquel por seu efeito memória quase que negligenciável.

Outros exemplos de recursos minerais usados nestas baterias são o cobalto, manganês ou vanádio, empregados no cátodo, e alumínio, grafite ou silício, que podem ser aplicados nos ânodos.

Cada elemento adicionado modifica as características da bateria em relação à energia específica, tensão e ciclos de recarga.
Por exemplo, o níquel adiciona alta energia específica, mas é instável.

Já o manganês, este melhora o fluxo de íons no eletrodo, conferindo melhor manuseio de corrente.
O silício aumenta a vida útil da bateria, mas sua movimentação natural traz instabilidade mecânica.

Já o cobalto, este confere alta densidade específica de energia, mas a bateria tem uma vida mais curta e é menos estável em relação à temperatura.
Como os celulares usam deste tipo de bateria, lembre-se disso quando sentir seu celular esquentar durante o carregamento.

As bicicletas elétricas possuem a combinação que talvez seja a mais vantajosa: o óxido de cobalto de lítio níquel manganês (LiNiMnCO2).

Este sistema possui alta capacidade de energia, longa duração, e alto ciclo de vida (1000 a 2000 ciclos).