Vantagens e Limitações das Baterias de Lítio-Íon Polímero

 

 

 

Figura 1 - Bateria de lítio-polímero (LiPo)

 

As baterias chamadas de lítio-polímero são baterias de Li-Ion com algumas peculiaridades.

A palavra polímero é normalmente associada com plástico. A bateria de lítio polímero difere das outras baterias Li-Ion no tipo de eletrólito usado.

O projeto original deste tipo de bateria, datando dos anos 70, usava um eletrólito de polímero seco que se assemelhava a uma película plástica.

Este isolador permitia a troca de íons e substituía o tradicional separador poroso que era embebido com eletrólito.

Um polímero sólido tem baixa condutividade à temperatura ambiente, e a bateria tinha que ser aquecida a 60°C ou mais, para permitir o fluxo de corrente. Por essa razão essas baterias não tiveram grande aplicação.

Para tornar a bateria de lítio polímero condutora à temperatura ambiente, foi adicionado eletrólito gelificado. A maioria das células de Li-Ion polímero incorpora hoje um micro separador poroso com alguma umidade.

A bateria de lítio-polímero pode ser construída em muitos sistemas, como o li-cobalto, NMC, li-fosfato e li-manganês, e não é considerada uma bateria de uma única química, embora a maioria dos pacotes de lítio-polímero seja à base de cobalto.

Então qual a diferença entre uma bateria de Li-Ion normal e uma bateria de lítio-polímero?

No que diz respeito ao usuário, ambas as baterias são essencialmente a mesma. Ambos os sistemas usam materiais de cátodo e anodo idênticos e contêm uma quantidade similar de eletrólito.

A bateria de lítio-polímero oferece a energia específica ligeiramente mais elevada e pode ser feita mais fina do que a bateria de Li-Ion convencional. As células de lítio-polímero normalmente vêm embaladas em uma bolsa flexível. Este invólucro reduz o peso em mais de 20% sobre a caixa rígida das baterias Li-Ion normais.  Com isso a bateria pode ser feita em qualquer forma, encaixando perfeitamente em celulares e tabletes.

A bateria de lítio-polímero pode também ser feita muito fina e flexível, algo semelhante à um cartão de crédito.

As características de carga e descarga da bateria de lítio-polímero são idênticas aos outros sistemas Li-Ion e não requerem um carregador dedicado. As questões de segurança também são semelhantes, pois são necessários circuitos de proteção.

O acúmulo de gás durante a carga pode fazer com que algumas células inchem.

A bateria de lítio-polímero pela sua embalagem pode ser menos durável do que a bateria de Li-Ion com sua embalagem cilíndrica.

O peso leve e o poder específico elevado fazem a bateria de lítio-polímero ser a escolha preferida para os modelistas, principalmente para drones, aviões e helicópteros radio controlados (RC).

Estes dispositivos requerem taxas muito altas de descarga e uma bateria pequena e leve.

As células de lítio-polímero para RC usualmente tem uma química com base em cobalto e lítio que é adequada para aplicação de alta potência. Elas podem fornecer taxas de descarga muito altas por longos períodos de tempo e taxas de descarga extremamente elevadas por curtos períodos.

 

As principais vantagens das baterias de lítio-polímero são:

 

 - Espessura reduzida

 - Formatos flexíveis. Os fabricantes não são limitados por formatos padrão de célula.

 -  Peso leve

 - Segurança melhorada. Mais resistente à sobrecarga. Não tem válvula de pressão. No caso de aumento de pressão, a célula começa a inchar. Quando usada corretamente e carregada adequadamente, nenhum problema deve ocorrer.

 

As principais limitações das baterias de lítio-polímero são:

 

 - Densidade de energia mais baixa e contagem de ciclo diminuída comparada à bateria de Li-Ion. Potencial para melhorias existem.

 - Caro para manufaturar. Uma vez produzida em grande escala, a bateria de Li-Ion polímero tem o potencial para um custo mais baixo que o Li-Ion.

 - O circuito de controle reduzido implica em maiores custos de fabricação.