uma bateria é uma coleção de uma ou mais células que estão sob reações químicas para criar o fluxo de elétrons dentro de um circuito. Há muita pesquisa e avanço acontecendo na tecnologia de baterias, e como resultado, tecnologias de ponta estão sendo experimentadas e usadas em todo o mundo atualmente. As baterias entraram em jogo devido à necessidade de armazenar energia elétrica gerada., Por mais que uma boa quantidade de energia estivesse sendo gerada, era importante armazenar a energia para que ela possa ser usada quando a geração está em baixo ou quando há uma necessidade de energizar dispositivos autônomos que não podem ser mantidos amarrados à fonte de alimentação da rede. Aqui deve-se notar que apenas DC pode ser armazenado nas baterias, corrente AC não pode ser armazenado.,
as células da Bateria são normalmente constituídas de três componentes principais;
- O Ânodo (Eletrodo Negativo)
- O Cátodo (Eletrodo Positivo)
- Os eletrólitos
O ânodo é um eletrodo negativo que produz elétrons para o circuito externo para que a bateria está conectada. Quando as baterias são conectadas, um acúmulo de elétrons é iniciado no ânodo que causa uma diferença potencial entre os dois eletrodos., Os elétrons naturalmente, em seguida, tentar redistribuir-se, isso é impedido pelo eletrólito, de modo que quando um circuito elétrico é conectado, ele fornece um caminho claro para os elétrons para se mover do ânodo para o cátodo, alimentando assim o circuito ao qual ele está conectado. Ao alterar o arranjo e o material usado para construir o ânodo, o cátodo e o eletrólito, podemos alcançar muitos tipos diferentes de químicos da bateria, permitindo-nos projetar diferentes tipos de células da bateria. Neste artigo permite entender os diferentes tipos de baterias e seus usos, então vamos começar.,
Tipos de Pilhas
Baterias em geral podem ser classificadas em diferentes categorias e tipos, que vão desde a composição química, tamanho, fator de forma e casos de uso, mas em todos esses são os dois principais tipos de baterias;
- Baterias Primárias
- as Baterias Secundárias
Vamos dar uma olhada mais profunda para entender as principais diferenças entre um Primado da célula e Célula Secundária. baterias primárias
baterias primárias
baterias primárias são baterias que não podem ser recarregadas uma vez esgotadas., As baterias primárias são feitas de células eletroquímicas cuja reação eletroquímica não pode ser revertida.as baterias primárias existem em diferentes formas, desde células de moedas até pilhas AA. Eles são comumente usados em aplicações autônomas onde a carga é impraticável ou impossível. Um bom exemplo disso é nos dispositivos de qualidade militar e nos equipamentos alimentados a bateria. Será impraticável usar baterias recarregáveis como recarregar uma bateria será a última coisa na mente dos soldados., As baterias primárias sempre têm alta energia específica e os sistemas em que são usados são sempre projetados para consumir baixa quantidade de energia para permitir que a bateria dure o maior tempo possível.
alguns outros exemplos de dispositivos que utilizam baterias primárias incluem: fabricantes de ritmo, rastreadores de animais, Relógios de pulso, controles remotos e brinquedos para crianças, para mencionar alguns.
O tipo mais popular de baterias primárias são baterias alcalinas. Têm uma energia específica elevada e são amigos do ambiente, rentáveis e não vazam mesmo quando totalmente descarregadas., Eles podem ser armazenados por vários anos, ter um bom registro de segurança e pode ser transportado em uma aeronave sem ser sujeito a transporte da ONU e outros regulamentos. A única desvantagem para as baterias alcalinas é a corrente de baixa carga, que limita a sua utilização a dispositivos com baixo nível de requisitos atuais, como controles remotos, lanternas e dispositivos de entretenimento portáteis.baterias secundárias são baterias com células eletroquímicas cujas reações químicas podem ser revertidas através da aplicação de uma certa tensão na bateria na direção inversa., Também referido como baterias recarregáveis, células secundárias ao contrário de células primárias podem ser recarregadas depois que a energia na bateria foi usada.
eles são tipicamente usados em aplicações de alta drenagem e outros cenários onde será demasiado caro ou impraticável usar baterias de carga única., Baterias secundárias de pequena capacidade são usadas para alimentar dispositivos eletrônicos portáteis, como telefones móveis, e outros aparelhos e aparelhos, enquanto baterias pesadas são usadas na alimentação de diversos veículos elétricos e outras aplicações de alta drenagem, como o nivelamento de carga na geração de eletricidade. Eles também são usados como fontes de energia autônomas ao lado de inversores para fornecer eletricidade. Embora o custo inicial da aquisição de baterias recarregáveis seja sempre muito mais elevado do que o das baterias primárias, mas elas são as mais rentáveis a longo prazo., as baterias secundárias podem ser classificadas em vários outros tipos com base na sua química. Isto é muito importante porque a química determina alguns dos atributos da bateria, incluindo a sua energia específica, ciclo de vida, vida útil, e preço para mencionar alguns.
a seguir estão os diferentes tipos de baterias recarregáveis que são comumente usados., a bateria de níquel – cádmio (bateria NiCd ou bateria NiCad) é um tipo de bateria recarregável que é desenvolvida utilizando hidróxido de óxido de níquel e cádmio metálico como eléctrodos. As baterias Ni-Cd sobressaiem na manutenção da tensão e da carga quando não estão em uso. No entanto, as baterias NI-Cd facilmente caem vítimas do temido efeito “memória” quando uma bateria parcialmente carregada é recarregada, baixando a capacidade futura da bateria.,
Em comparação com outros tipos de pilhas Ni-Cd baterias de oferecer um bom ciclo de vida e o desempenho em baixas temperaturas e com uma boa capacidade, mas a sua vantagem mais significativa será a sua capacidade de entregar a sua capacidade nominal total em altas taxas de descarga. Estão disponíveis em tamanhos diferentes, incluindo os tamanhos utilizados para baterias alcalinas, AAA A D. As células Ni-Cd são usadas individualmente ou montadas em embalagens de duas ou mais células., Os pequenos pacotes são usados em dispositivos portáteis, eletrônicos e brinquedos, enquanto os maiores encontram aplicação em aeronaves Iniciando baterias, veículos elétricos e energia de vigília.algumas das propriedades das baterias de Níquel-Cádmio estão listadas abaixo.as baterias de níquel-hidreto metálico
hidreto metálico (Ni-MH) é outro tipo de configuração química utilizada para baterias recarregáveis. A reação química ao eletrodo positivo das baterias é semelhante à da célula de níquel–cádmio (NiCd), com ambos os tipos de bateria usando o mesmo hidróxido de óxido de níquel (NiOOH)., No entanto, os eléctrodos negativos em níquel-hidreto metálico utilizam uma liga absorvente de hidrogénio em vez de cádmio, que é utilizada em baterias de NiCd
.
Baterias NiMH encontram aplicação em dispositivos de alta drenagem devido à sua elevada capacidade e densidade de energia. Uma bateria NiMH pode possuir duas a três vezes a capacidade de uma bateria de NiCd do mesmo tamanho, e sua densidade de energia pode se aproximar da de uma bateria de Íon lítio. Ao contrário da química NiCd, as baterias baseadas na química NiMH não são suscetíveis ao efeito “memória” que NiCads experimentam.,
abaixo estão algumas das propriedades das baterias baseadas na química do níquel-hidreto metálico;
Baterias De Iões De Lítio
baterias de iões de lítio são um dos tipos mais populares de baterias recarregáveis. Existem muitos tipos diferentes de baterias De Lítio, mas entre todas as baterias de iões de lítio são as mais usadas. Você pode encontrar estas baterias de lítio sendo usado em diferentes formas popularmente entre veículos elétricos e outros dispositivos portáteis., Se você está curioso para saber mais sobre baterias usadas em veículos elétricos, você pode verificar este artigo sobre baterias de Veículos Elétricos. Eles são encontrados em diferentes aparelhos portáteis, incluindo telefones celulares, dispositivos inteligentes e vários outros aparelhos de bateria usados em casa. Eles também encontram aplicações em aplicações aeroespaciais e militares devido à sua natureza leve.,
baterias de íon Lítio são um tipo de bateria recarregável em que o lítio íons do eletrodo negativo migrar para o eletrodo positivo durante a descarga, e migrar de volta para o eletrodo negativo quando a bateria está sendo carregada. As baterias de iões li usam um composto de lítio intercalado como um material de eletrodo, em comparação com o lítio metálico usado em baterias de lítio não recarregáveis.as baterias de iões De Lítio geralmente possuem alta densidade de energia, pouco ou nenhum efeito de memória e baixa auto-descarga em comparação com outros tipos de baterias., Sua química lado de desempenho e custo variar entre diferentes casos de uso, por exemplo, as baterias Li-ion usadas em dispositivos eletrônicos portáteis são geralmente baseadas em lítio óxido de cobalto (LiCoO2), que oferece alta densidade de energia e baixos riscos de segurança quando se danificados enquanto as baterias Li-ion com base em fosfato de ferro de Lítio, que oferece uma menor densidade de energia segura, devido a uma menor probabilidade de eventos infelizes acontecendo são amplamente utilizados em ligar ferramentas elétricas e equipamentos médicos., As baterias de iões de lítio oferecem a melhor relação desempenho / peso com a bateria de lítio enxofre oferecendo a maior relação.
alguns dos atributos das baterias de iões de lítio estão listados abaixo;
baterias de chumbo-ácido
baterias de chumbo-ácido são um cavalo de trabalho fiável de baixo custo utilizado em aplicações de carga pesada. Eles são geralmente muito grandes e por causa de seu peso, eles são sempre usados em aplicações não-portáteis, tais como armazenamento de energia do painel solar, ignição de veículos e luzes, energia de reserva e nivelamento de carga na geração de energia/distribuição., O chumbo-ácido é o tipo mais antigo de bateria recarregável e ainda muito relevante e importante no mundo de hoje. As baterias de chumbo-ácido têm uma energia muito baixa em relação ao volume e energia em relação ao peso, mas tem uma relação de energia relativamente grande em relação ao peso e, como resultado, pode fornecer enormes correntes de onda quando necessário. Estes atributos, juntamente com o seu baixo custo, tornam estas baterias atraentes para uso em várias aplicações de alta corrente, como alimentar motores de arranque de Automóveis e para o armazenamento em fontes de energia de reserva., Você também pode verificar o artigo sobre Bateria De Chumbo Ácido funcionando se você quiser saber mais sobre os diferentes tipos de baterias de chumbo-ácido, sua construção e aplicações.
cada uma destas baterias tem a sua área de melhor ajuste e a imagem abaixo é para ajudar a escolher entre elas.,
Seleção o direito de bateria para o seu aplicativo
Um dos principais entraves tecnologia revoluções como IoT é energia, a vida útil da bateria afeta o sucesso da implantação de dispositivos que necessitam de bateria de longa duração e, apesar de várias poder técnicas de gestão estão a ser adotado para fazer a bateria durar mais, uma bateria compatível deve ainda ser selecionado para alcançar o resultado desejado.
abaixo estão alguns fatores a considerar ao selecionar o tipo certo de bateria para o seu projeto.1., Densidade de energia: a densidade de energia é a quantidade total de energia que pode ser armazenada por unidade de massa ou volume. Isto determina quanto tempo o seu dispositivo fica ligado antes de precisar de uma recarga.2. Densidade de potência: velocidade máxima de descarga de energia por unidade de massa ou volume. Baixa potência: laptop, i-pod. Alta potência: ferramentas eléctricas.3. Segurança: é importante considerar a temperatura a que o dispositivo que você está construindo funcionará. A altas temperaturas, certos componentes da bateria vão se desintegrar e podem sofrer reações exotérmicas. As altas temperaturas geralmente reduzem o desempenho da maioria das baterias.,4. Durabilidade do ciclo de vida: a estabilidade da densidade de energia e da densidade de potência de uma bateria com ciclos repetidos (carga e descarga) é necessária para a longa vida útil da bateria exigida pela maioria das aplicações.5. Custo: o custo é uma parte importante de todas as decisões de engenharia que você estará tomando. É importante que o custo da sua escolha da bateria seja proporcional ao seu desempenho e não irá aumentar o custo global do projeto anormalmente.