principios basicos de uma bateria

Princípios Físicos e Químicos de Baterias de Íon Lítio
Luciana Gomes Chagas, Alexandre Urbano, Jair Scarminio
Laboratório de Filmes Finos e Materiais
Departamento de Física, Universidade Estadual de Londrina
Londrina, PR
Baterias são dispositivos que transformam energia química em energia elétrica por meio de reações eletroquímicas. As baterias de íon lítio representam o “estado da arte” em sistemas de conversão de energia. As vantagens desta tecnologia são: a maior densidade de energia (Wh/g) e o baixo peso. Esta combinação é excelente para utilização em dispositivos portáteis. O foco de estudo deste trabalho foram as que equipam telefones celulares em parceria com a empresa Sercomtel Celular S/A de Londrina.
O princípio de funcionamento das baterias de íon lítio baseia-se no fenômeno de intercalação iônica. Este fenômeno é descrito pela difusão dos íons de lítio (Li+) através da rede cristalina tanto do catodo como do anodo, com a diferença que quando intercala em um, deintercala do outro, e vice-versa. A intercalação de um Li+ num eletrodo requer, obrigatoriamente, para manter sua neutralidade, a intercalação de um elétron. O eletrodo que recebe o íon intercalante e consequentemente um elétron é reduzido, enquanto o outro eletrodo que cede o íon intercalante e consequentemente um elétron é oxidado. Por esse movimento iônico de ora intercalar, ora deintercalar, esta bateria recebeu originalmente o nome de “cadeira de balanço”. Os principais eletrodos positivos (CATODOS) em estudo atualmente são compostos de óxidos de metais de transição litiados, como os à base de: manganês (LiMn2O4), cobalto (LiCoO2) e níquel (LiNiO2). O eletrodo negativo (ANODO) mais usado é o carbono grafite (Cg). O eletrólito é uma mistura de solventes orgânicos apróticos (PC, EC, DMC, ...) e sais de lítio (LiClO4, LiPF6, ...).
Quando este tipo de bateria é confeccionado o catodo está repleto de íons de lítio e o anodo vazio dos mesmos. A primeira reação possível é a