Carro elétrico: como funciona a bateria de iões de lítio?

Comercializada desde 1991, a bateria de iões de lítio destinava-se inicialmente ao setor da eletrónica de consumo. Rapidamente, encontrou novos mercados, até se estabelecer como um verdadeiro padrão para todos os aparelhos que necessitam de uma bateria recarregável e portátil. Sucedeu às tecnologias de níquel-cádmio (NiCd) e níquel-hidreto metálico (Ni-MH).

Funcionamento de uma bateria de iões de lítio

O princípio da bateria de lítio consiste em fazer circular elétrons, criando uma diferença de potencial entre dois elétrodos, um negativo e outro positivo, imersos num líquido condutor de iões denominado eletrólito. Quando a bateria alimenta um aparelho, os eletrões acumulados no elétrodo negativo são libertados através de um circuito externo até chegarem ao elétrodo positivo: esta é a fase de descarga. Por outro lado, quando a bateria está a carregar, a energia transmitida pelo carregador faz com que os eletrões regressem do elétrodo positivo para o negativo.

Os diferentes tipos de baterias variam consoante o tipo de iões, os materiais dos elétrodos e o eletrólito utilizados. A bateria de chumbo de 12 volts, tradicionalmente utilizada para alimentar o motor de arranque de um veículo a combustão, baseia-se, por exemplo, num eletrólito que contém iões de chumbo e elétrodos à base de chumbo. Por sua vez, a bateria de iões de lítio utiliza iões de lítio (Li+): é daí que a tecnologia deriva o seu nome.

Uma bateria de iões de lítio, tal como é concebida no interior de um automóvel como o ZOE, apresenta-se como um conjunto de unidades de bateria individuais (células), ligadas entre si e controladas por um circuito eletrónico específico. O número de células, o tamanho de cada uma e a forma como estão dispostas determinam tanto a tensão fornecida pela bateria como a sua capacidade, ou seja, a quantidade de eletricidade que esta consegue armazenar. Esta é geralmente expressa em watt-hora (Wh) ou mesmo em quilowatt-hora (kWh) no mundo automóvel.

Características de uma bateria de iões de lítio

As baterias de iões de lítio estão presentes tanto em aparelhos eletrónicos de grande consumo (telemóveis, computadores portáteis) como em carros elétricos. A principal razão para este sucesso em grande escala reside essencialmente na densidade de armazenamento proporcionada pela tecnologia de iões de lítio.

Esta densidade corresponde à relação entre a capacidade de armazenamento oferecida pela bateria e o seu volume ou peso. A título de comparação, uma bateria de iões de lítio oferece uma densidade da ordem dos 300 a 500 Wh/kg, ou seja, cerca de dez vezes mais do que a de uma bateria de chumbo.

Enquanto se aguarda o potencial desenvolvimento de inovações como a bateria totalmente sólida, a tecnologia de iões de lítio representa atualmente o melhor equilíbrio entre capacidade, volume e massa no setor da mobilidade elétrica. Oferece elevada potência, facilidade de recarga e boa durabilidade, características que se adequam a cenários de utilização complementares entre si ao longo do seu ciclo de vida, em conformidade com os princípios da economia circular.