tecnologias de armazenamento

INSTITUTO DE TECNOLOGIA PARA O DESENVOLVIMENTOENDEREO

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RELATRIODATA DE EMISSO PGINA

SET/2008

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TECNOLOGIAS APLICADAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA

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SUMRIO

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................................3 LISTA DE TABELAS............................................................................................................................4 PREFCIO ..........................................................................................................................................5 1 INTRODUO..............................................................................................................................7 2 TECNOLOGIAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA ..............................................................8 3 CARACTERSTICAS CONSTRUTIVAS E OPERACIONAIS ........................................................9 3.1 Baterias .................................................................................................................................9 3.1.1 Baterias de chumbo-cido ............................................................................................19 3.1.2 Baterias de nquel-ferro ................................................................................................26 3.1.3 Baterias de nquel-cdmio ............................................................................................30 3.1.4 Baterias de nquel-zinco ...............................................................................................33 3.1.5 Baterias de nquel-hidrognio .......................................................................................35 3.1.6 Baterias de nquel-metal hidreto ...................................................................................37 3.1.7 Baterias de prata-zinco, prata-ferro e prata-cdmio ......................................................40 3.1.8 Baterias de zinco-bromo ...............................................................................................44 3.1.9 Baterias de on ltio .......................................................................................................46 3.1.10 Baterias de ltio metlico...............................................................................................48 3.1.11 Baterias de zinco/eletrlito alcalino/dixido de mangans ............................................50 3.1.12 Baterias de sdio-enxofre .............................................................................................52 3.1.13 Baterias de sdio-cloreto metlico ................................................................................52 3.1.14 Baterias de ltio-ferro ....................................................................................................52 3.1.15 Baterias metal-ar ..........................................................................................................52 3.1.16 Baterias de vandio redox flow...................................................................................52 3.2 Outros sistemas de acumulao de energia ........................................................................52 3.2.1 Volantes de inrcia .......................................................................................................52 3.2.2 Supercapacitores..........................................................................................................52 3.2.3 Supercondutores magnticos .......................................................................................52 3.2.4 Usinas reversas ............................................................................................................52 3.2.5 Ar comprimido ..............................................................................................................52 3.2.6 Armazenamento de gs natural ....................................................................................52 3.2.7 Sistemas trmicos ........................................................................................................52 4 FORNECEDORES E CUSTOS...................................................................................................52 5 RECICLAGEM, DESCARTE E DISPOSIO FINAL..................................................................52 6 ROAD MAP DAS TECNOLOGIAS..............................................................................................52 7 REFERNCIAS ..........................................................................................................................52



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LISTA DE FIGURAS

Figura 1.

Valores tericos e reais, obtidos a partir de produtos comerciais, da densidade de energia por unidade de massa de diferentes sistemas de baterias secundrias. .......................................................................................................15 Valores da densidade de energia por unidade de volume, obtidos a partir de produtos comerciais, de diferentes sistemas de baterias secundrias.........................16 Valores obtidos a partir de produtos comerciais, da densidade de energia por unidade de volume e por unidade de massa de diferentes sistemas de baterias secundrias. .......................................................................................................17

Figura 2. Figura 3.

Figura 4. Grau de maturidade tecnolgica dos principais sistemas de baterias. ................................52 Figura 5. Expectativa de evoluo destas tecnologias para veculos eltricos no mundo. .............................................................................................................................52



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LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Tecnologias de armazenamento de energia descritas no presente relatrio. .................... 8 Tabela 2. Potenciais padro das reaes de reduo a 25 oC. ....................................................... 12 Tabela 3. Caractersticas dos materiais mais utilizados como eletrodos em baterias...................... 13 Tabela 4. Valores tericos e prticos dos principais parmetros operacionais dos sistemas de baterias mais utilizados. .............................................................................. 14 Tabela 5. Valores aproximados dos principais tipos de baterias para aplicaes portteis ou estacionrias de grande demanda ............................................................... 17 Tabela 6. Caractersticas das baterias de ltio metlico de pequeno porte, com diferentes eletrodos positivos. ......................................................................................... 49 Tabela 7. Informaes recebidas em resposta consulta realizada para mdulos de aproximadamente 100 Ah. .............................................................................................. 52 Tabela 8. Efeitos que os metais objeto da Resoluo no. 257/99 causam sade humana. .......................................................................................................................... 52 Tabela 9. Resumo das principais caractersticas das tecnologias de baterias apresentadas. ................................................................................................................. 52



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PREFCIO O objetivo do presente relatrio descrever as principais tecnologias de armazenamento de energia disponveis. O foco principal envolveu a descrio de mais de vinte sistemas diferentes de baterias. Em todos os casos, esta descrio incluiu os princpios fsico-qumicos de funcionamento, sua utilizao em distintas aplicaes, sua disponibilidade comercial, seus custos e outras caractersticas consideradas relevantes. Devido ao rpido desenvolvimento do setor de telecomunicaes (com a massificao na utilizao de dispositivos portteis) e devido ao forte apelo por uma soluo do problema do aquecimento global (que, tambm, deu um forte incentivo aos trabalhos para o desenvolvimento de veculos eltricos), os sistemas de acumulao de energia se tornaram o problema central que impede de introduzir os avanos tecnolgicos disponveis. Assim, esta rea passa por mudanas muito rpidas (impulsionadas por uma demanda enorme por sistemas com melhores desempenhos). Muitas novidades, que esto sendo prometidas para este ano de 2008, no esto descritas neste relatrio, pois o foco foi nos sistemas que esto efetivamente disponveis para utilizao. Assim, por exemplo, a nova bateria de on ltio, em desenvolvimento na Universidade de Stanford (USA), com capacidades de armazenamento de energia 10 vezes superiores s atuais (permitindo que um laptop passe de uma autonomia de 2 h para 20 h), utilizando nanotubos de silcio para armazenar os ons de ltio, no foi includa neste relatrio. Outra promessa para este ano est na rea das velhas baterias de chumbo-cido. A empresa Firefly anunciou que est pronta para comercializar uma nova tecnologia de baterias de chumbo-cido com grades de carbono (reduzindo o seu peso e, portanto, aumentando sua densidade de energia, que seu ponto fraco) a partir de agosto de 2008, sendo que os testes esto sendo programados para abril de 2008 no Argonne National Laboratory e prometem demonstrar a viabilidade desta tecnologia para veculos eltricos. Como estes, h muitos outros casos de novas tecnologias que esto sendo anunciadas em fases de testes, mas que ainda precisam se confirmar. Por este motivo, possivelmente os avanos nesta rea sero significativos no curto prazo, tornando necessria a atualizao das informaes aqui contidas. No desenvolvimento deste trabalho foram contatadas mais de 100 empresas, na sua maioria fora do Brasil, para determinar a real disponibilidade comercial de cada tecnologia (estas empresas esto listadas no item 4 do presente relatrio, com seus respectivos endereos eletrnicos, telefone, fax, etc.). Das mais de 100 consultas feitas (por e-mail e telefone) foram obtidas respostas em, aproximadamente, 25% dos casos. As respostas, com as informaes fornecidas e como os dados dos contatos (dos funcionrios que responderam s consultas) esto apresentados, resumidamente, na Tabela 7 do item 4 do presente relatrio. Uma concluso qual chegou a equipe do LACTEC, de posse das respostas e diante das grandes divergncias de preos e caractersticas operacionais de tecnologias do mesmo tipo eReprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs


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supostamente disponveis comercialmente, que, as informaes fornecidas podem no ser confiveis. Mesmo assim, todas as informaes recebidas foram includas, independentemente da sua origem, com a ressalva da necessidade de uma avaliao mais profunda no caso da concretizao de uma compra (podendo ser necessrio, caso seja considerado pertinente, realizar uma visita s instalaes dos fabricantes). Outro aspecto importante do presente relatrio que na Tabela 9 (que uma tabela resumo), tem-se uma vista rpida e comparativa de todas as tecnologias abordadas, com suas principais caractersticas. Para maiores esclarecimentos, uma exposio mais detalhada foi feita de cada tecnologia, a partir do item 3.1.1 at o item 3.1.16 para baterias e, a partir do item 3.2.1 a 3.2.7 para outras tecnologias de armazenamento de energia. Mesmo assim, caso sejam necessrios mais detalhes tcnicos, necessrio procurar as informaes nos meios especializados em cada tecnologia especfica (a incluso de todas as informaes possveis sobre cada tecnologia neste documento no foi o objetivo do presente trabalho).



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INTRODUO A indstria de baterias cresce a um ritmo exponencial desde incio dos anos 90. Este

crescimento devido, principalmente, utilizao em massa de dispositivos eletrnicos portteis operados base de baterias, ao renovado interesse nos veculos eltricos e a outras aplicaes emergentes que precisam de baterias de alto desempenho. Atender o crescimento da demanda por baterias com parmetros operacionais cada vez mais exigentes tem sido o desafio dos produtores nos ltimos anos. Atualmente, os limites tericos e prticos das distintas tecnologias de baterias so o principal obstculo no objetivo de atender os novos requisitos operacionais. Mesmo assim, avanos significativos tm acontecido e acontecem, principalmente, em duas frentes, no aperfeioamento das tecnologias convencionais j existentes e no desenvolvimento de novos sistemas de baterias. Por exemplo, a nfase recente no aumento do desempenho das baterias primrias de dixido de mangans, explicitamente no que diz ao seu desempenho em regime de alta corrente de descarga foi motivada pela necessidade das novas cmeras digitais e outros equipamentos eletrnicos. A primeira bateria deste tipo (denominada Ultra ou Premium), para alta descarga, foi colocada venda pela primeira vez em 2000 e, em 2002, j detinha 25% do mercado deste tipo de baterias. A bateria primria de ltio continua com sua produo e vendas a crescimento constante, dominando o mercado das cmeras digitais e outras aplicaes onde h uma demanda por sistemas de alta performance com capacidade de fornecer elevadas potncias durante longos perodos de tempo. Este tipo de baterias, que em 2002 j apresentava volumes de vendas acima de 1 bilho de dlares/ano, em 2004, ultrapassou a marca dos 2 bilhes de dlares/ano e com um crescimento de, aproximadamente, 5%, dever atingir 3 bilhes de dlares em 2009 [relatrio da Business Communications Company Inc]. Outro exemplo da dinmica desta rea tecnolgica so as baterias portteis, recarregveis, de nquel metal hidreto NiMH, que se tornaram dominantes ao ir substituindo as baterias de nquel cdmio NiCd. A partir de fins dos anos 90 elas mesmas esto sendo substitudas pelas baterias de on ltio no mercado dos dispositivos portteis. Um dos mercados onde, ainda, estas baterias so dominantes o de propulso veicular, devido baixa densidade de energia das baterias de chumbo cido e aos problemas ainda no resolvidos dos outros sistemas, quando exigidos a operar a altas temperaturas. O presente relatrio final identifica as principais tecnologias de armazenamento de energia utilizadas atualmente nas mais diversas reas, sua disponibilidade comercial, custos, possveis fornecedores, condies de fornecimento e finalmente apresenta um Road Map destas tecnologias.Reprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs


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TECNOLOGIAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA A seguir, apresentada uma lista das tecnologias de armazenamento de energia para

aplicaes em veculos eltricos e hbridos e para utilizao junto a fontes de energia renovveis (de carter intermitente). Pelas caractersticas destas aplicaes, todos os sistemas de baterias apresentados so do tipo secundrio. Na Tabela 1, esto listadas as tecnologias abordadas no presente relatrio.Tabela 1. Tecnologias de armazenamento de energia descritas no presente relatrio.

Item 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Baterias de chumbo-cido Baterias de nquel-ferro Baterias de prata-ferro Baterias de nquel-cdmio Baterias de nquel-metal hidreto Baterias de nquel-zinco Baterias de nquel-hidrognio Baterias de prata-cdmio Baterias de prata-zinco Baterias de ltio Baterias de on ltio

Denominao da Tecnologia

Baterias de zinco/eletrlito alcalino/dixido de mangans Baterias metal/ar (quatro tecnologias) Baterias zinco/brometo Baterias de sdio/beta alumina Baterias de ltio/ferro Baterias de sdio-enxofre Sistemas de armazenamento de energia trmica Super capacitores Usinas reversas Sistemas de ar comprimido Volantes de inrcia Supercondutores magnticos Vandio redox-flow Sistemas de armazenamento de gs natural



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CARACTERSTICAS CONSTRUTIVAS E OPERACIONAIS Os sistemas de acumulao de energia, que so descritos a seguir, foram agrupados em

duas categorias. Inicialmente foram descritos os sistemas base de baterias e, a seguir, os que utilizam princpios de funcionamento diferentes das baterias. 3.1 Baterias As baterias so dispositivos que transformam a energia qumica, presente nos seus materiais ativos, em energia eltrica, por meio de uma reao eletroqumica de oxidao-reduo (redox). No caso dos sistemas descritos a seguir, todos eles pertencem ao grupo das baterias secundrias ou recarregveis. Neste tipo de sistemas, a reao de descarga , sob certas condies, reversvel, permitindo a recarga do dispositivo. Estas reaes de carga e descarga envolvem transferncia de eltrons de um material a outro, o que acontece por intermdio de um circuito eltrico externo, diferentemente de reaes no-eletroqumicas, como a combusto, onde a transferncia de eltrons direta entre os materiais, gerando s calor. Desta forma, como as baterias transformam energia qumica em eltrica pelas reaes eletroqumicas, elas no so limitadas pelo ciclo de Carnot, determinadas pela segunda lei da termodinmica, que afetam as reaes de combusto nas mquinas trmicas. Assim, as baterias so capazes de apresentar eficincias de converso de energia mais elevadas. Uma bateria pode estar composta por uma ou mais clulas eletroqumicas bsicas. As clulas eletroqumicas bsicas possuem trs componentes principais: o nodo (fornece os eltrons ao circuito externo e se oxida durante a reao de descarga), o ctodo (recebe eltrons do circuito externo e se reduz durante a descarga) e o eletrlito (que o meio de transferncia de ons dentro da bateria, entre o ctodo e o nodo. Geralmente, o eletrlito um lquido, aquoso ou no, ou pode ser, tambm, um slido com conduo inica apropriada). Os principais objetivos que norteiam a escolha dos materiais para montar uma bateria, so: uma elevada diferena de potencial entre os eletrodos; uma elevada capacidade de fornecer eltrons rapidamente e durante o maior tempo possvel (uma elevada corrente); uma longa vida til; e que o conjunto seja leve e ocupe o menor volume possvel. Estes objetivos nem sempre podem ser atingidos, devido: forte reatividade de algumas substncias qumicas (que podem degradar os outros componentes da bateria); aos problemas de polarizao; s dificuldades no manuseio de algumas substncias; aos custos; e outras deficincias. Na prtica, o nodo escolhido para ter uma boa eficincia como agente redutor, elevada densidade de carga (medida em Ah/g), elevadas condutividade e estabilidade, baixo custo e



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facilidade de manuseio. Os materiais mais atrativos so os metais mais leves, como o Li e o Zn ou mesmo, o hidrognio. No caso de materiais para o ctodo, a exigncia que sejam agentes oxidantes eficientes, estveis em contato com o eletrlito e com caractersticas operacionais (tenso e corrente) adequadas. O oxignio uma boa escolha para esta funo e, efetivamente, ele utilizado diretamente do ar, como nos sistemas zinco/ar, ou indiretamente, ao se utilizar xidos metlicos, como o PbO2 no caso das baterias de chumbo-cido. Outros compostos qumicos utilizados nos ctodos incluem elementos algenos, enxofre e seus xidos, e outros materiais, utilizados em sistemas de baterias especiais. Finalmente, o eletrlito deve ser um bom condutor inico e no deve conduzir correntes eletrnicas. Outras exigncias incluem que no seja reativo com os eletrodos (em circuito aberto), que no mude suas caractersticas com as variaes de temperatura (dentro dos limites operacionais da bateria), fcil manuseio, baixo custo, seguro, e se possvel inerte ao meio ambiente. A maioria dos eletrlitos so solues aquosas, mas existem importantes excees onde se utilizam sais fundidos, ou mesmo slidos, para evitar, principalmente, as reaes de decomposio de gua. Valores tericos do potencial, capacidade e energia As propriedades mais importantes dos materiais utilizados como eletrodos nas clulas eletroqumicas que formam uma bateria so seu potencial eletroqumico, sua capacidade de fornecer corrente e a energia que podem armazenar. Os valores tericos mximos possveis para estes parmetros operacionais, so determinados pela natureza dos materiais utilizados. J, nas aplicaes prticas, os valores que se obtm destes parmetros so inferiores devido s caractersticas construtivas. Mesmo assim, o conhecimento das possibilidades tericas de cada material um bom indicativo do seu potencial para o desenvolvimento de novos tipos de baterias. Valor terico do potencial Este valor, para cada um dos eletrodos, pode ser calculado diretamente a partir da Energia Livre de Gibbs G, lembrando que sempre que h uma reao h uma variao da Energia Livre de Gibbs, segundo a equao 1: Go = -nFEo Onde: F Constante de Faraday ( 96500 C ou 26,8 Ah); N Nmero de eltron envolvidos na reao estequiomtrica; e, Eo Potencial Padro.Reprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs

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Assim, o potencial padro de uma clula eletroqumica pode ser calculado a partir da soma dos potenciais padro de cada eletrodo. Na Tabela 2, esto apresentados alguns dos potenciais de reduo padro, correspondentes s reaes de alguns elementos. Outros fatores que afetam o potencial so a temperatura e a concentrao das espcies envolvidas na reao (fatores contemplados na equao de Nernst). Valor terico da capacidade Coulombiana Este valor determinado pela quantidade de material presente em cada eletrodo e expressa a quantidade total de carga que poderia ser retirada, se todo o material participasse da reao (at seu esgotamento completo). Na prtica, devido s caractersticas construtivas e operacionais, parte do material ativo dos eletrodos, no participa das reaes, diminuindo a quantidade de carga que pode ser retirada por grama (ou quilograma) de material. Teoricamente, 1 equivalente-grama, em peso de material ativo, pode fornecer 96.487 C ou 26,8 Ah (um equivalente grama, em peso, o peso molecular, ou o peso atmico, em gramas, do material ativo, dividido pelo nmero de eltrons que participam da reao estequiomtrica). Similarmente, a densidade de carga (em Ah/unidade de volume) pode ser calculada utilizando os dados referentes ao volume molar destes materiais. Na Tabela 3, esto fornecidos os valores tericos da capacidade Coulombiana para uma srie de substncias qumicas utilizadas como materiais ativos em eletrodos de clulas eletroqumicas. Estes valores foram calculados em funo dos materiais dos eletrodos, considerando que no h limitaes devido ao eletrlito ou aspectos construtivos. Valor terico da energia A capacidade de uma clula eletroqumica, pode ser apresentada em funo da sua energia, utilizando os valores do potencial padro e da quantidade de carga envolvida na reao. Este valor terico de energia corresponde ao valor mximo que poderia ser fornecido por um determinado sistema eletroqumico, segundo a equao 2: Energia (Wh) = potencial (V) x Capacidade (Ah) 2 Na Tabela 4, esto apresentados os valores tericos e prticos (aproximados, para os sistemas com a melhor configurao), para a energia mxima que podem fornecer os sistemas eletroqumicos mais utilizados.



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Tabela 2. Potenciais padro das reaes de reduo a 25 C.

o

Reao do eletrodo Li + e Rb + e Cs + e K +e Ba + 2e Sr2+ 2+ + + + +

Eo [V] -3,01 -2,98 -2,92 -2,92 -2,92 -2,89 -2,84 -2,80 -2,71-

Reao do eletrodo Ni + 2e Sn + 2e Pb + 2e O2 + H2O + 2e D +e H +e HgO + H2O + 2e CuCl + e AgCl + e -MnO2 + H2O + e Cu + 2e Ag2O + H2O + 2e -MnO2 + H2O + e NiOOH + H2O + e Cu + e I2 + 2e 2AgO + H2O + 2e LiCoO2 + 0,5e Hg+ 2+ + 2+ + + 2+ 2+ 2+

Eo [V] -0,23 -0,14 -0,13-

Li Rb Cs K Ba Sr Ca LiC6 Na Mg + 2OH Mg Al + 3OH Ti Be Al Zn + 2OH Mn Fe + 2OH H2 + 2OH MH Cd + 2OH Zn Ni + 2OH Ga S2-

Ni Sn Pb HO2 + OH D2 H2 Hg + 2OH Cu + Cl Ag + Cl Cu 2 Ag + 2OH 2OH-

-0,08 -0,003 0,000 0,10 0,14 0,22 0,30 0,34 0,35 0,36 0,40 0,45 0,52 0,54+

+ 2e

Ca + 2e Li+ + 6C + e Na + e Mg(OH)2 + 2e Mg2+ +

2+

-2,67 -2,38 -2,34 -1,75 -1,70 -1,66 -1,25 -1,05 -0,88 -0,83 -0,83 -0,81 -0,76 -0,72 -0,52 -0,48 -0,44 -0,40

-MnOOH + OH

+ 2e

Al(OH)3 + 3e Ti + 2e Be + 2e Al + 3e Zn(OH)2 + 2e Mn2+ 3+ 2+ 2+

-MnOOH + OH Ni(OH)2 + OH Cu 2I-

O2 + H2O + 2e

+ 2e

Fe(OH)2 + 2e 2H2O + 2e+

Ag2O + 2OH 2Hg Ag 2H2O Pd Ir 2Br Mn-

0,57 0,70 0,80 0,80 0,82 0,83 1,00 1,08 1,23 1,23 1,36 1,46 1,69 2,87

Li0,5CoO2 + 0,5Li +e

H +M+e Cd(OH)2 + 2e Zn + 2e Ni(OH)2 + 2e Ga + 3e S + 2e Fe + 2e Cd + 2e PbSO4 + 2e In + 3e Ti + e Co + 2e2+ + 3+ 2+ 2+ 3+ 2+

+ 2e

Ag

2+

O2 + 4H (10-7 M) + 4e Pd + 2e Ir3+ 2+

+ 3e+

Br2 + 2e O2 + 4H + 4e MnO2 + 4H + 2e Cl2 + 2e PbO2 + 4H + 2e2+

Fe Cd Pb + SO4 In Ti Co2-

2H2O2+ -

+

+ 2H2O

-0,36 -0,34 -0,34 -0,27

2Cl

+

Pb + 2H2OPbSO4 + 2H2O

2+

PbO2 + SO4 + 4H + 2e

F2 + 2e

2F

-



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Tabela 3.

Caractersticas dos materiais mais utilizados como eletrodos em baterias.

Material

Potencial Variao padro de do estado Densidade Peso de molecular reduo a valncia 25 oC [g] [V] [g/cm3] Materiais utilizados em nodos

Equivalentes eletroqumicos [Ah/cm3]

[Ah/g]

[g/Ah]

H2 Li Na Mg Al Ca Fe Zn Cd Pb (Li)C6 MH CH3OH

2,01 6,94 23,0 24,3 26,9 40,1 55,8 65,4 112,4 207,2 72,06 116,2 32,04

0,00 -0,83* -3,01 -2,71 -2,38 -2,69* -1,66 -2,84 -2,35* -0,44 -0,88* -0,76 -1,25* -0,40 -0,81* -0,13 -2,8 -0,83 -

2 1 1 2 3 2 2 2 2 2 1 2 6

0,54 0,97 1,74 2,69 1,54 7,85 7,14 8,65 11,34 2,25 -

26,59 3,86 1,16 2,20 2,98 1,34 0,96 0,82 0,48 0,26 0,37 0,45 5,02

0,037 0,259 0,858 0,454 0,335 0,748 1,04 1,22 2,10 3,87 2,68 2,21 0,20

2,06 1,14 3,8 8,1 2,06 7,5 5,8 4,1 2,9 0,84 -

Materiais utilizados em ctodos 1,23 0,40* Cl2 71,0 1,36 SO2 64,0 MnO2 86,9 1,28 NiOOH 91,7 0,49 CuCl 99,0 0,14 FeS2 119,9 AgO 123,8 0,57 Br2 159,8 1,07 HgO 216,6 0,10 Ag2O 231,7 0,35 PbO2 239,2 1,69 LixCoO2 98 2,70 I2 253,8 0,54 * em eletrlito bsico. O2 32,0 4 2 1 1 1 1 4 2 2 2 2 2 0,5 2 5,0 7,4 3,5 7,4 11,1 7,1 9,4 4,94 3,35 0,756 0,419 0,308 0,292 0,270 0,89 0,432 0,335 0,247 0,231 0,224 0,137 0,211 0,30 1,32 2,38 3,24 3,42 3,69 1,12 2,31 2,98 4,05 4,33 4,45 7,29 4,73 1,54 2,61 0,95 4,35 3,20 2,74 1,64 2,11 1,04



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Tabela 4.

Valores tericos e prticos dos principais parmetros operacionais dos sistemas de baterias mais utilizados. nodo Pb Fe Cd Zn H2 MH Zn Cd Zn LixC6 Na Na Ctodo PbO2 xidos de Ni xidos de Ni xidos de Ni xidos de Ni xidos de Ni AgO AgO Br2 Li(1-x)CoO2 S NiCl2 Reao Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O Fe+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+Fe(OH)2 Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2 Zn+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+Zn(OH)2 H2+2NiOOH 2Ni(OH)2 MH+2NiOOH Ni(OH)2+M Zn+AgO+H2O Zn(OH)2+Ag Cd+AgO+H2O Cd(OH)2+Ag Zn+Br2 ZnBr2 Valores tericos [V] 2,1 1,4 1,35 1,73 1,5 1,35 1,85 1,4 1,85 4,1 2,1 2,58 Valores prticos

Tipo de bateria chumbo cido nquel ferro nquel cdmio nquel zinco nquel hidrognio nquel MH prata zinco prata cdmio zinco bromo on ltio sdio enxofre sdio cloreto de nquel

[g/Ah] [Ah/Kg] [Wh/kg] [V] [Wh/Kg] [Wh/L] 8,32 4,46 5,52 4,64 3,46 5,63 3,53 4,41 4,17 9,98 2,65 3,28 120 224 181 215 289 178 283 227 309 100 377 305 252 314 244 372 434 240 524 318 572 410 792 787 2,0 1,2 1,2 1,6 1,2 1,2 1,5 1,1 1,6 4,1 2,0 2,6 35 30 35 60 55 75 105 70 70 150 170 115 70 55 100 120 60 240 180 120 60 400 345 190

LixC6+ Li(1-x)CoO2 LiCoO2+C6 2Na+3S

Na2S3

2Na+NiCl2

2NaCl+Ni

O valor terico da energia que um determinado sistema de baterias pode fornecer, sempre superior (geralmente, muito superior), ao valor que na prtica se obtm deste sistema, devido a vrios fatores. O clculo do valor terico da energia (e da densidade de energia), leva em considerao o tipo de material utilizado nos eletrodos (que determina o potencial da clula eletroqumica bsica) e a quantidade de material ativo utilizado (que determina a carga total que pode fornecer, medida em Ah). Na prtica, s utilizada uma frao do valor terico. No caso da densidade de energia, a presena do eletrlito, separadores, container, etc., aumentam o peso e o volume do sistema sem agregar mais carga (e energia), o que diminui todos os parmetros prticos ligados s densidades. Outro fator importante e que diminui a quantidade de carga (e energia) retirada de um sistema eletroqumico, que as baterias no so descarregadas at zerar o potencial, nem o potencial permanece constante (igual ao seu potencial mximo), durante a descarga. Outro fator limitante que os materiais ativos dos eletrodos, positivo e negativo, geralmente, no esto balanceados estequiometricamente (em alguns casos, devido necessidade de se ter valores de resistncia mecnica maiores), o que diminui a densidade de energia do sistema pois, no final da descarga, termina sobrando material num eletrodo (quando a descarga foi limitada pelo esgotamentoReprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs


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do material ativo do outro eletrodo). Na Figura 1, esto apresentados os valores comparativos de densidade de energia por unidade de massa, com os valores tericos e reais obtidos na prtica, para os sistemas de baterias secundrias mais utilizados.

1200 1000 800 600Na-S

Densidade de energia [Wh/kg]

Terico considerando s eletrodos Terico considerando a bateria Real medido na prtica

Ni-Zn

0

Ni-Fe

Ni-Cd

Sistema de bateriasFigura 1. Valores tericos e reais, obtidos a partir de produtos comerciais, da densidade de energia por unidade de massa de diferentes sistemas de baterias secundrias. Os dados apresentados na Figura 1 mostram que o peso dos materiais que no participam nas reaes eletroqumicas, mas que so necessrios do ponto de vista construtivo da bateria, reduzem consideravelmente os valores de densidade de energia tericos. E, finalmente, na prtica, os valores que se observam nos produtos comerciais apresentam mais uma queda, devida, principalmente, s caractersticas operacionais das baterias (queda de potencial durante a descarga, o potencial de corte, resistncia interna, etc.). Os valores de densidade de energia encontrados na prtica (em produtos comerciais) dependem fortemente das condies em que realizada a medida (corrente de descarga utilizada, temperatura, caractersticas internas da bateria em particular e o potencial de corte). Os valores apresentados na Tabela 4 e na Figura 1 foram obtidos considerando condies otimizadas e, portanto, devem ser considerados como valores aproximados. Do ponto de vista da densidade de energia por unidade de volume, na Figura 2 esto mostrados os valores que so encontrados na prtica em produtos comerciais (quando a medida feita em condies otimizadas de operao).


Ni-H2

200

Pb-cido

Ni-MH

Cd-Ag

Zn-Br2

Na-NiCl2

400Zn-Ag Li-Co


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450 Valores obtidos a partir de produtos comerciais 400 Densidade de energia [Wh/L] 350 300 250 200 150 100Ni-MH Zn-Ag Cd-Ag Ni-Cd Zn-Br2 Ni-Zn Ni-H2 Ni-Fe Li-Co Na-S

50 0

Pb-cido

Sistema de bateriasFigura 2. Valores da densidade de energia por unidade de volume, obtidos a partir de produtos comerciais, de diferentes sistemas de baterias secundrias.

Os valores de densidade de energia encontrados na prtica no so valores pontuais, pois dependem fortemente de caractersticas construtivas (tipo geomtrico de eletrodos, processos de produo, dimensionamento, e outros). Desconsiderando os produtos com erros na sua fabricao, a densidade de energia encontrada em produtos reais na prtica melhor representada por uma rea de valores mais que por um ponto. Na Figura 3, esto apresentados os valores de densidade de energia por unidade de volume e ao mesmo tempo por unidade de massa, que cada uma das principais tecnologias de baterias secundrias fornece comercialmente. A seguir, na Tabela 5, includa uma lista de preos comparativos de distintas tecnologias de baterias disponveis comercialmente. Estes valores so aproximados, obtidos a partir de informaes disponveis na literatura e nos endereos eletrnicos dos fabricantes. Os valores apresentados nesta tabela foram obtidos a partir dos valores de venda no mercado de varejo, para baterias comerciais pequenas, do tipo convencional (com capacidades entre 0,6 e 2 Ah). O custo por kWh considera uma estimativa do tempo de vida til (os ciclos).


Na-NiCl2


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500 Ltio metlico Densidade de energia [Wh/L] 400

Ni-MH

300

Zn-MnO2 on Ltio-SPE

200 Ni-Cd Pb-cido 0 0 50 100 150 200 250 300 Densidade de energia [Wh/kg]

100

Figura 3.

Valores obtidos a partir de produtos comerciais, da densidade de energia por unidade de volume e por unidade de massa de diferentes sistemas de baterias secundrias.

Tabela 5. Valores aproximados dos principais tipos de baterias para aplicaes portteis ou estacionrias de grande demanda

Capacidade Sistema Zn-MnO2 Li-Mo on Litio Ni-MH Pb cida Ni-Cd [Ah] 1,4 0,6 1,2 1,0 2,0 0,6

Tenso da bateria [V] 7,5 2,1 7,2 7,5 12 7,5

Energia por ciclo [Wh] 6,3 8,2 8,6 7,5 24 4,5

Vida til [ciclos] 10 200 500 500 250 1500

Preo da bateria [U$] 6 120 100 70 50 50

Custo por kWh [U$] 95 73 24 18,50 8,50 7,50

Estes valores relativos so influenciados nos casos de comparaes entre sistemas de: maior tamanho, diferentes aplicaes (estacionrias, tracionrias, etc.) ou menor demanda, como no caso de baterias para veculos hbridos. Por exemplo, uma bateria de chumbo-cido bipolar de carros eltricos utilizados em campos de golfe, produzida pela empresa Trojan Battery Company, custa, aproximadamente, 180 U$/kWh. J no caso de veculos hbridos, uma bateria de chumbo-cido bipolar, no mercado americano, pode chegar a custar (valor estimativo, pois no comercial) 400Reprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs


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U$/kWh. No caso dos produtos chineses, baterias bipolares para utilizao em bicicletas eltricas e pequenos scooters podem ser produzidas a 50 U$/kWh (valor estimativo). Estes valores esto muito acima dos apresentados na Tabela 5 (para baterias de pequeno porte e muita demanda). No caso das baterias de Ni-MH para veculos eltricos, as estimativas indicam um custo de, aproximadamente, 450 U$/kWh (utilizadas nos veculos Honda e Toyota, que afirmam que este valor deve cair para 250 U$/kWh no caso de produo em srie). Uma bateria de chumbo-cido comercial, convencional, para aplicaes tracionrias custa, no mercado americano, aproximadamente, 60 U$/kWh e, para aplicaes de armazenamento de grandes blocos de energia, o custo chega a 200 U$/kWh (em plantas de vrios MWh). No caso das baterias reguladas por vlvula para aplicaes tracionrias, o preo chega a U$ 150/kWh. As baterias de nquel-ferro, para aplicaes veiculares de trao custam, aproximadamente, U$ 200/kWh. Estes valores devem ser utilizados com cuidado, devido ao carter no comercial de muitas destas baterias, para aplicaes em veculos eltricos. Uma anlise mais detalhada dos custos ser apresentada no terceiro relatrio, incluindo as baterias para aplicaes fotovoltaicas. A seguir, feita uma descrio dos princpios fsico-qumicos de funcionamento de cada sistema de baterias e dos princpios de operao de outros sistemas no-eletroqumicos. No final de cada descrio apresentada uma breve lista de aplicaes destas tecnologias, suas caractersticas operacionais e empresas que declaram dispor destas tecnologias.



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3.1.1

Baterias de chumbo-cido As baterias de chumbo-cido foram inventadas por Raymond Gaston Plant em 1860. Desde

ento, estas baterias se tornaram um dos sistemas mais utilizados no mundo at os dias de hoje (as baterias de chumbo-cido representam, aproximadamente, 40 a 50% de tudo o que vendido no mundo, na rea). As baterias de chumbo-cido utilizam o dixido de chumbo (PbO2) como material ativo da placa positiva e o chumbo metlico (Pb) como material ativo da placa negativa. Ambos os eletrodos devem apresentar uma elevada rea superficial (da ordem de 5 m2/g para o PbO2 e de 0,6 m2/g para o chumbo metlico, obtida durante os processos de produo). O eletrlito utilizado uma soluo de cido sulfrico, geralmente, em uma faixa de densidades entre 1,26 e 1,28 g/cm3 quando a bateria se encontra em estado de plena carga. Durante a descarga, ambos os eletrodos so convertidos parcialmente em sulfato de chumbo (PbSO4, diminuindo a concentrao de cido sulfrico no eletrlito), sendo que durante a carga o processo revertido (o sulfato de chumbo passa a Pb e PbO2, aumentando a concentrao do cido sulfrico no eletrlito), segundo as equaes descritas a seguir:2+

Eletrodo negativoPb

Pb2+

Pb2-

+2e

-

3a 3b 3c 3d

+ SO4+

PbSO4 Pb2+

Eletrodo positivo

PbO2 + 4 H + 2 e Pb2+

-

+ 2 H2O

+ SO4

2-

PbSO4

Reao total

Pb + PbO2 + 2 H2SO4

2 PbSO4 + 2 H2O

3e

A fora eletromotriz fem, deste sistema, depende da concentrao do eletrlito e da temperatura (segundo a equao de Nernst). Para variaes de concentrao da soluo de cido sulfrico entre 1,21 a 1,28 g/cm3 a fem varia entre 2,050 a 2,125 V. O valor nominal da tenso fornecida por este sistema definido como 2,0 V. Do ponto de vista das suas caractersticas construtivas e operacionais, as baterias de chumbo-cido so identificadas como: i) baterias ventiladas; ii) baterias seladas (VRLA; SLA; Gel e AGM); iii) baterias free ou de baixa manuteno; iv) baterias tubulares; v) bipolares; vi) baterias empastadas; vii) baterias estacionrias; viii) baterias tracionrias; ix) baterias automotivas (SLI); e, x) baterias especiais.



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Baterias ventiladas As baterias denominadas ventiladas (na literatura estrangeira, estas baterias, junto com as baterias denominadas de baixa manuteno ou free, esto includas na classe denominada flooded) correspondem s baterias onde h livre acesso ao eletrlito. Isto permite que o mesmo seja controlado (completado, determinada sua densidade, temperatura, etc.). Por outro lado, o funcionamento destas baterias cria uma atmosfera cida em torno das mesmas. Baterias seladas (VRLA; SLA; Gel e AGM) As baterias seladas (denominadas VRLA, pela expresso inglesa Valve Regulated Lead Acid) so aquelas que possuem mecanismos de recombinao de gases. Este tipo de baterias apresenta o eletrlito imobilizado, seja na forma de um gel (baterias VRLA do tipo gel), ou absorvido numa manta de fibra de vidro (baterias VRLA do tipo AGM pela expresso absorved Glass Mat). s vezes, este tipo de baterias denominado SLA (pela expresso inglesa Sealed Lead Acid). Este tipo de baterias foi desenvolvido, especialmente, para atender as necessidades de equipamentos sofisticados, onde no permitida a presena de cido sulfrico no ambiente, seja por vazamentos ou pelo arraste que acontece durante a gerao de gases (reao inevitvel que acompanha o normal funcionamento das baterias de chumbo-cido). Cabe ressaltar que nem toda bateria, sem acesso ao eletrlito, do tipo VRLA. Para ser VRLA deve existir o mecanismo de recombinao de gases, o que no acontece em baterias automotivas do tipo free ou de baixa manuteno, onde o eletrlito est presente na forma lquida, no-imobilizado, o que impede qualquer processo de recombinao. Baterias free ou de baixa manuteno Este tipo de baterias surgiu da presso para introduzir baterias seladas no setor automotriz. A bateria de baixa manuteno (ou denominada free) incorpora alguns dos elementos presentes nas baterias VRLA, por exemplo, a utilizao de grades de chumbo-clcio (que apresentam sobrepotenciais muito superiores para evoluo de gases se comparadas com as baterias que utilizam grades de chumbo-antimnio) o que reduz, consideravelmente, a evoluo de gases, mas no o elimina. Desta forma, este tipo de bateria um refinamento das antigas baterias ventiladas, onde se utilizam componentes mais puros, para diminuir a decomposio de gua (que a denominada evoluo de gases). No mercado nacional, h todo o tipo de baterias de baixa manuteno, desde as que simplesmente fecharam o acesso ao eletrlito sem mudar nenhum aspecto de maior importncia no sistema se comparado com as baterias ventiladas (ou seja, seria como uma bateria ventilada, sem acesso ao eletrlito), at as baterias onde foram trocados osReprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs


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materiais das grades de ambas placas (por chumbo-clcio), e utilizados componentes de maior pureza, passando pelas baterias hbridas, que utilizam uma liga de chumbo-clcio na grade negativa e uma de chumbo antimnio na grade positiva (o que seria um passo intermedirio para chegar s baterias com grades de Ca em ambas placas). Baterias tubulares A denominao tubular refere-se geometria da placa positiva. Este tipo de baterias foi desenvolvido para atender as necessidades de um setor industrial que precisava de baterias com capacidade de suportar descargas profundas diariamente (empilhadeiras eltricas, carros de golfe, veculos eltricos em geral.). Para isso, a soluo foi aprisionar o material ativo da placa positiva (o PbO2) dentro de tubos de um material poroso, resistente ao cido sulfrico, que no permitisse sua desagregao (o que acontecia naturalmente neste tipo de aplicao). A placa negativa deste tipo de baterias no foi modificado, permanecendo do tipo convencional (denominada empastada), pois no precisa de reforo para suportar o regime de descarga profunda. A vida til de baterias com placas positivas tubulares chega a ser de 5 a 10 vezes superior de seus pares empastadas (dependendo do tipo de aplicao). Baterias bipolares A denominao, bipolar, refere-se ao tipo de placa utilizada. No caso das baterias de chumbocido convencionais, diferentes clulas de uma mesma bateria so interconectadas atravs de barramentos que atravessam as paredes de cada vaso. No caso das baterias bipolares, a prpria placa de um lado o eletrodo positivo de uma clula e do outro lado o eletrodo negativo da prxima clula. Este desenho elimina a necessidade de soldas e diminui a resistncia interna da bateria (alem de diminuir o peso devido eliminao de parte dos barramentos). Este tipo de baterias, comercialmente disponveis, atingem at 65-70 Wh/kg contra os 35 Wh/kg dos modelos convencionais. Devido a seu desenho, estas baterias conseguem fornecer, aproximadamente, 2,5 vezes mais potncia que os modelos monopolares. Por ser uma bateria que no comercial para aplicaes veiculares ( produzida por encomenda), os custos desta tecnologia, so, sempre, aproximados e podem variar fortemente, por exemplo, de um produtor americano para um produtor chins. Baterias empastadas A denominao, empastadas, refere-se ao processo de produo das placas positiva e negativa. No mtodo de empaste, uma grade retangular, de uma liga de chumbo, empastada comReprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs


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uma mistura de sulfatos bsicos e xidos de chumbo. Este mtodo o mais utilizado na produo de placas para baterias automotivas e para baterias estacionrias. Baterias estacionrias Esta denominao refere-se s caractersticas operacionais da bateria e no s suas caractersticas construtivas (apesar de que, estas ltimas, so determinadas pelas primeiras). Bateria estacionria aquela que dever operar a maior parte do tempo em flutuao, acontecendo cargas e descargas s em forma espordica (quando h falhas na fonte principal de fornecimento de energia). Baterias tracionrias Esta denominao, que tambm se refere s caractersticas operacionais da bateria e no s suas caractersticas construtivas, define um tipo de bateria dimensionada e concebida para suportar descargas profundas diariamente (estas baterias so utilizadas em empilhadeiras eltricas, carros eltricos de pequeno porte, etc.) Baterias de arranque (SLI) Estas baterias so dimensionadas para descargas superficiais contnuas (para dar partida em motores). Para atender este tipo de regime de funcionamento, as baterias apresentam placas com uma grande rea superficial (comparada com a rea superficial de placas utilizadas em outras aplicaes). Por outro lado, as placas costumam ser mais finas, pois no necessrio manter esta corrente por muito tempo. Baterias especiais So as baterias utilizadas em aplicaes que no se enquadram nas anteriores descritas. Por exemplo, baterias para acumulao de energia a partir de fontes renovveis (energia solar, elica, etc.), baterias para submarinos, etc. Suas caractersticas construtivas e dimensionamento so feitos medida da aplicao, considerando as necessidades de cada caso. Aplicaes As baterias chumbo-cido so amplamente utilizadas em todos os setores de atividade (de fato, so as baterias que dominam o mercado mundial do gnero, em capacidade de armazenamento instalada, em todas as categorias e aplicaes). Por exemplo em UPS (uninterrupted power sources), ou como fonte principal em veculos eltricos (empilhadeiras, carros de golfe, etc.), para armazenamento de grandes blocos de energia (da ordem dos MWh), para darReprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs


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partida em veculos a combusto interna, em sistemas fotovoltaicos e elicos, em telecomunicaes (sistemas estacionrios de mdio porte), etc. Caractersticas operacionais A tenso nominal das baterias de chumbo-cido de 2 V por clula, sendo que, na prtica, operam entre 2,10 V para o estado de plena carga (valor de tenso que depende da concentrao do eletrlito e da temperatura) e 1,75 V para o estado de carga considerado como sendo 100% descarregada. A autodescarga destes sistemas depende da tecnologia utilizada. As perdas podem oscilar entre 0,5% da carga armazenada por dia, para baterias novas com ligas de clcio, a 25 oC (a autodescarga depende exponencialmente da temperatura, a maior temperatura maio autodescarga), at 5% por dia para baterias envelhecidas, com ligas de antimnio. A faixa de temperatura de operao limitada inferiormente pela perda de condutividade da soluo e superiormente pelo aumento das reaes de corroso, solubilizao e autodescarga. recomendado que as baterias de chumbo-cido no operem a temperaturas acima dos 55 oC. No caso do limite inferior, temperaturas abaixo dos 10o

C tornam o eletrlito muito resistivo (a

resistividade da soluo dobra ao diminuir a temperatura de 25 oC para 0 oC) o que limita a potncia da bateria, e as temperaturas abaixo de -20 oC podem chegar a congelar o eletrlito, dependendo da densidade. As faixas de temperaturas de operao, geralmente especificadas, para estas baterias so: baterias automotivas baterias tracionrias baterias estacionrias baterias portteis 40 at 55 oC. 20 at 40 oC 10 at 40 oC 40 at 60 oC

Um parmetro operacional muito importante a vida til das baterias. Este parmetro fortemente influenciado pelo regime de descarga (corrente e profundidade de descarga), pela temperatura de operao e pelo tipo de carga. Em condies normais de operao, a 25 oC, as baterias de chumbo-cido apresentam vidas cclicas que vo de 200 a 700 ciclos para as baterias de arranque (dependendo do regime de ciclagem), de 1500 a 2000 ciclos para as baterias tracionrias (com eletrodos tubulares), e de 250 a 500 ciclos para as baterias portteis. No caso das baterias estacionrias, elas no so dimensionadas para vida cclica. A eficincia cclica destes sistemas de 75 a 80%.



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O tempo de recarga destas baterias pode variar de 1 a 4 h, para mtodos rpidos de recarga (mtodos que diminuem sua vida til), at 5 a 20 h para mtodos convencionais que preservam a vida til. Estas baterias no suportam estados de carga parciais sem perda de vida til. A resistncia interna destas baterias da ordem dos 5 m a 25 oC. Durante a descarga destes sistemas, o potencial mantm um valor aproximadamente constante, em torno dos 2 V por clula, pelo que se considera que o perfil da descarga plano. A densidade de energia destes sistemas de 30 a 35 Wh/Kg para baterias convencionais, chegando no caso de baterias bipolares portteis a 70 Wh/kg e no caso de baterias especiais, a empresa americana Bolder, que desenvolve baterias para aplicaes aeroespaciais, tem declarado valores de densidade de energia de 50 Wh/kg e valores de densidades de potncia de 900 W/kg, para as baterias VRLA, valor muito alm dos 250 W/kg medidos em sistemas convencionais. Por unidade de volume, estes sistemas apresentam densidades de energia de 60 a 90 Wh/l (no caso das baterias bipolares esta densidade pode chegar a 150 Wh/l). O custo estimado para a produo, em larga escala, de baterias convencionais para veculos eltricos de U$60/kWh. No caso de baterias especiais, (de folhas finas, e outras), o custo estimado de U$200/kWh. A maioria destas baterias est disponvel comercialmente em todos os paises (a exceo fica por conta das baterias para grandes aplicaes estacionrias, ou baterias especiais). As empresas mais conceituadas na produo de baterias de chumbo-cido so: Varta Batterie A.G. (Alemanha) Chloride Batteries (Inglaterra) Yuasa Battery Co. (Japo) Eagle-Picher Company. (USA) Ford Motor Co. (USA) General Electric Co. (USA) Johnson Controls (bateras bipolares) (USA) Para aplicaes estacionrias de grande capacidade, os fornecedores mais conhecidos so: Delco (USA) Easter Penn (USA) Teledyne (USA) Optima Batteries (USA)Reprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs


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Winstom Salem (USA) JCI Battery Group (USA) Trojan (USA) Crown Battery (USA)



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3.1.2

Baterias de nquel-ferro Estas baterias foram inventadas e introduzidas ao mercado em fins do sculo XIX, por

Waldemar Jungner na Europa e Edison nos Estados Unidos. Este tipo de bateria a mais comum dentre aquelas que utilizam eletrodos de ferro. Da forma como foram concebidas na sua inveno, suportam as mais exigentes condies de operao. Estas baterias suportam descargas profundas, sobrecargas, podem permanecer em estado descarregado, suportam curtos-circuitos, etc. Os materiais ativos destas baterias so o ferro metlico no eletrodo negativo e o xido de nquel no eletrodo positivo. O eletrlito uma soluo aquosa de hidrxido de potssio com hidrxido de ltio. A reao total que acontece nesta bateria resulta na transferncia de ons de oxignio de um eletrodo ao outro. Os detalhes de como isto acontece so complexos, no esto totalmente esclarecidos e incluem muitas espcies intermedirias. As reaes formais que descrevem os processos de carga e descarga, so: Primeiro patamar Segundo patamar Reao total Fe + 2 NiOOH + 2 H2O 3 Fe(OH)2 + 2 NiOOH 3Fe(OH)2 + 8NiOOH + 4H2O 2 Ni(OH)2 + Fe(OH)2 2 Ni(OH)2 + Fe3O4 + 2 H2O 8Ni(OH)2 + Fe3O4 4a 4b 4c

O eletrlito permanece, praticamente, sem variar durante a carga e a descarga da bateria e, por isso, no pode ser utilizado como indicador do estado de carga (como no caso das baterias de chumbo-cido). A seguir, esto descritas as reaes em cada um dos eletrodos, no negativo (eletrodo de ferro) e, no positivo, (eletrodo de nquel). Eletrodo de ferro Os patamares que aparecem durante as cargas e descargas de eletrodos de ferro, correspondem formao de subprodutos de ferro com valncia +2 e +3. Estas reaes do ferro podem ser descritas pelas equaes a seguir: Primeiro patamar e a seguir, Segundo patamar Finalmente, 2 Fe(OH)3 + Fe(OH)2 Fe3O4 + 4 H2O 5d Fe(OH)n2-n Fe(OH)2 + OH-

Fe + n(OH)

Fe(OH)n2-n + 2 e-

5a

Fe(OH)2 + n (OH) Fe(OH)3 + e-

5b 5c



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Neste tipo de bateria, durante a carga, o ferro se dissolve, inicialmente, formando espcies com valncia +2 em soluo alcalina. A seguir, o on de ferro com valncia +2 complexado pelo eletrlito formando o complexo de baixa solubilidade Fe(OH)n2-n. Nesta situao se produz um estado de supersaturao que determina muitos aspectos importantes das caractersticas operacionais das baterias de nquel-ferro. Se a carga continuar, se formam espcies de ferro com valncia +3 que interagem com as espcies com valncia +2 para formar o Fe3O4. Eletrodo de nquel As reaes de carga e descarga no eletrodo de nquel, mergulhado num eletrlito de KOH, esto descritas, formalmente, pelas equaes: -NiOOH -NiOOH -Ni(OH)2 -Ni(OH)2 reao de carga e descarga para a fase reao de carga e descarga para as fases e

A reao de carga e descarga so reaes de estado slido. Nestas reaes, um prton introduzido e retirado da rede do nquel, em forma reversvel, durante a respectiva carga e descarga. Outro processo que muda as fases a sobrecarga. Durante a sobre-carga a fase -NiOOH se transforma em -NiOOH. Finalmente, outra mudana de fases acontece em presena do KOH. Neste meio, a fase -Ni(OH)2 se transforma em -Ni(OH)2. A fora eletromotriz do sistema Ni-Fe de, aproximadamente, 1,4 V. O valor da tenso nominal definido como sendo 1,2 V. Estas baterias apresentam configuraes do tipo denominadas tubulares (os materiais ativos positivo e negativo so colocados em tubos metlicos perfurados de nquel ou de ao laminados com nquel). Aplicaes Estas baterias so utilizadas em alguns paises como baterias para caminhes, tratores e locomotivas. Na rea da minerao so utilizadas como fonte de energia dos carrinhos que transportam o minrio e, tambm, para iluminao das galerias. Estas baterias tambm so utilizadas em veculos eltricos (que atingem autonomias de, aproximadamente, 200 km antes de precisar recarregar).



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Caractersticas operacionais A tenso nominal destas baterias de 1,2 V por clula, sendo que, na prtica, operam entre 1,4 V para o estado de plena carga e 1,0 V no estado descarregado. A autodescarga destes sistemas, a 20 autodescarga acontece nos primeiros 10 dias). A faixa de temperatura de operao recomendada de 10 a 45 oC. A vida til destes sistemas varia entre 2000 (no caso da ciclagem profunda, onde retirada 100% da carga disponvel, regime denominado 100% DoD Depth of discharge) e 4000 ciclos (para os casos de ciclagens com descargas moderadas, lembrando que a vida cclica sempre depende das condies de carga e descarga). A durabilidade vai de 6 a 8 anos em ciclagem e at 20 anos em flutuao. A eficincia cclica destes sistemas de 60 a 70% (permitem recarga a altas correntes). O tempo de recarga normal de 8 h (existem algoritmos de carga rpida). A resistncia interna destas baterias da ordem dos 4 m a 25 oC. Durante a descarga destes sistemas, o potencial se mantm em um valor, aproximadamente, constante, em torno dos 1,2 V por clula, mas no apresenta um patamar de descarga to plano como no caso das baterias de chumbo-cido (ou seja, durante a descarga h uma diminuio mais acentuada da tenso entre os bornes destas baterias). A densidade de energia destes sistemas de, aproximadamente, 30-50 Wh/Kg e, por unidade de volume, estes sistemas apresentam densidades de energia de, aproximadamente, 55 Wh/l. Projees futuras indicam a possibilidade de chegar a 100 W/kg, condio mnima necessria para tender a demanda em veculos eltricos. As baterias de Ni-Fe precisam de locais de instalao com ventilao para eliminar o problema da gerao de H2. Estas baterias suportam muito bem os estados parciais de carga, sem perda de vida til e so as baterias mais robustas de todas as disponveis comercialmente. Suportam regimes de descarga profundos sem perda de capacidade, incluindo at a reverso do potencial. Custo de produo estimado: U$150-200/kWh. Estas baterias esto disponveis comercialmente, mas no so to comuns como as de chumbo-cido. A seguir, uma lista de empresas que produzem este tipo de baterias: Eagle-Picher Company. (USA) Raylite Battery Pty Ltd. Co. (frica do Sul) Yuasa Battery Co. (Japo)Reprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs o

C, varia entre 20 e 40% ao ms (15% da


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Varta SpA - Milan. (Itlia) Mallory Batteries Ltd. (Inglaterra) Bright Star Industries (USA) McGraw Edison Corporation (USA) Varta Batteries Inc. (USA)



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3.1.3

Baterias de nquel-cdmio Estas baterias foram inventadas em 1899 pelo Sueco Waldemar Jungner. Desde o incio,

estas baterias foram as principais concorrentes das baterias de chumbo-cido. As baterias de nquel cdmio pertencem a um grupo de cinco sistemas diferentes com o mesmo eletrodo positivo (o nquel) e um eletrlito alcalino. Este grupo inclui as baterias de Ni-Cd, Ni-MH, NiH2, Ni-Fe e Ni/Zn. No caso da bateria de nquel-cdmio, o cdmio o eletrodo negativo e um xido hidrxido de nquel o eletrodo positivo. A reao eletroqumica que formalmente descreve o comportamento operacional destas baterias, descrita a seguir: Eletrodo negativo Eletrodo positivo Cd + 2 OH-

Cd(OH)2 + 2 e-Ni(OH)2 + OH-

6a 6b

-NiOOH + H2O + eCd + 2 -NiOOH + 2 H2O

Reao total

2 -Ni(OH)2 + Cd(OH)2

6c

Comparando a reao total com a descrita na equao 5a, se observa que a nica diferena que houve a substituio do ferro pelo cdmio. A fora eletromotriz destas baterias de 1,29 V e, a tenso nominal, de 1,2 V. Estas baterias podem ser produzidas nas verses selada e ventilada (nome que se refere possibilidade ou no de acessar o eletrlito), exatamente igual ao caso das baterias de chumbo cido (ver o item correspondente nas baterias de chumbo-cido). Alm disso, as baterias podem ser do tipo denominado pocket plate, onde tubos de nquel laminado e perfurado suportam os materiais ativos, sintered plate, onde o precursor do material ativo aplicado sobre uma placa de nquel puro ou uma placa de ao laminada com nquel e, logo, o conjunto sinterizado a altas temperaturas. Outro desenho destas baterias o tipo denominado FNC Fiber Nickel Cadmium, onde os eletrodos so produzidos a partir de fibras de Ni e Cd e, logo, sinterizados. Finalmente, o ltimo desenvolvimento levou aos eletrodos denominados plastic bonded ou pressed plates onde o precursor do material ativo, principalmente do eletrodo negativo, misturado com um polmero (geralmente, PTFE-politetrafluoretileno, ou mais comumente conhecido como Teflon marca registrada da empresa DuPont) antes de ser produzida a pasta que ser empastada no substrato de nquel ou ao laminado com nquel. Aplicaes Estas baterias so utilizadas, em forma semelhante s baterias de chumbo-cido, numa ampla gama de atividades. As aplicaes mais comuns so em UPS, equipamentos para partida deReprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs


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mquinas, iluminao de emergncia, alarmes, sinalizao martima, sistemas fotovoltaicos e elicos (e hbridos), veculos eltricos, subestaes de energia e sistemas aeroporturios e ferrovirios. Caractersticas operacionais A resistncia interna destas baterias varia entre 0,4 e 2 m a 25 oC. Durante a descarga destes sistemas, o potencial mantm um valor muito estvel, em torno dos 1,2 V por clula, com um perfil de descarga mais plano que o apresentado pelas baterias de chumbo-cido. A densidade de energia destes sistemas varia de 20 a 50 Wh/Kg e por unidade de volume, estes sistemas apresentam densidades de energia que variam de 40 a 100 Wh/l. A densidade de potncia chega a 200 W/kg para aplicaes veiculares. Custo de produo estimado: U$300/kWh Estas baterias esto disponveis comercialmente na maioria dos paises, incluindo o Brasil. A tenso nominal destas baterias de 1,2 V por clula, sendo que, na prtica, operam entre 1,3 V para o estado de plena carga e 1,00 V no estado descarregado. A autodescarga destes sistemas, a 20 oC, varia entre 5%, no caso das baterias com as placas suportadas por separadores na forma de envelopes (denominadas envelopadas) e 20% ao ms, no caso das baterias seladas, com recombinao de gases. A faixa de temperatura de operao varia de 50 a 60 oC. A vida til destes sistemas varia entre 500 e 2000 ciclos para as baterias ventiladas do tipo envelopadas e sinterizadas; de 300 a 700 ciclos para as baterias seladas; e de 500 a 10000 ciclos para as baterias do tipo FNC Fiber Nickel Cadmium, desenvolvidas pela empresa Deutsche Automobilgesellschaft mbH - DAUG. A durabilidade vai de 2 anos (seladas) e entre 20 e 25 anos (FNC). A eficincia cclica destes sistemas de, aproximadamente, 70% (para recarga em 5 h, devido eletrlise da gua). O tempo de recarga normal de 5 h, mas a Nissan reporta tempos de 15 minutos para suas baterias veiculares. A seguir uma lista das principais empresas que produzem este tipo de baterias: Acme electric. (USA) Alcad Ltd. (Inglaterra) Yuasa Battery Co. (Japo) Varta. (Alemanha) Tudor (Frana) SAFT S. A. (Frana)Reprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs


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McGraw Edison Corporation (USA) Hoppecke Battery (Alemanha) Japan Storage Battery (USA) Marathon Battery (USA) Chloride Belgium NV (Blgica) Nife Espaa S.A. (Espanha) Deutsche Automobilgesellschaft mbH DAUG (Alemanha)



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3.1.4

Baterias de nquel-zinco Estes sistemas de armazenamento de energia foram desenvolvidos e patenteados por

Michaelowski (cientista russo), em 1901. A idia inicial era combinar a longa vida til das baterias de nquel-cdmio com a elevada densidade de energia do zinco. Esta bateria utiliza no eletrodo negativo o zinco e o xido hidrxido de nquel no eletrodo positivo, ambos mergulhados numa soluo alcalina de hidrxido de potssio (com concentrao entre 31 e 35%), aditivada com 1% de hidrxido de ltio. As reaes eletroqumicas envolvidas nos processos de carga e descarga deste sistema so extremamente complexas, e para fins ilustrativos, so descritas a seguir, numa forma simplificada, por meio de uma representao formal:-

Eletrodo positivo Eletrodo negativo Reao total

2 NiOOH + 2 H2O + 2 eZn + 2 OH Zn + 2 NiOOH + 2 H2O-

2 Ni(OH)2 + 2 OH Zn(OH)2 + 2 e-

7a 7b 7c

2 Ni(OH)2 + Zn(OH)2

Nos casos de sobre-carga, as reaes que acontecem, so:-

Eletrodo positivo Eletrodo negativo

2 OH

O2 + H2O + 2 eH2 + 2 OH ZnO H2 + O2-

8a 8b

2 H2O + 2 eZn + O2

(recombinao de O2)

8c 8d

Reao total

H2O

A fora eletromotriz destas baterias de 1,73 V. Sua tenso nominal definida como 1,65 V. Estas baterias podem ser seladas ou ventiladas e, em cada caso, a geometria pode ser do tipo prismtica ou cilndrica. Este tipo de bateria apresenta as mesmas configuraes j descritas para as baterias de nquel-ferro e nquel-cdmio, ou seja, o eletrodo de nquel pode ser feito nas configuraes geomtricas tubulares, planas sinterizadas ou no-sinterizadas (empastadas sem aditivos plsticos ou com aditivos plsticos, utilizando PTFE na mistura da pasta). O eletrodo de zinco geralmente do tipo empastado com ou sem aditivos plsticos (PTFE), produzido em forma semelhante ao de nquel.



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Aplicaes As baterias de nquel-zinco so pouco utilizadas devido a sua curta vida til. Entre as aplicaes que se destacam est sua utilizao em veculos eltricos pequenos, como scooters (espcie de motocicletas), bicicletas eltricas, cortadoras de grama, e em veculos eltricos de mdio porte. Estas baterias so mais leves e ocupam um menor volume que as de chumbo-cido ou de nquel-ferro para uma dada potncia de sada e capacidade de energia. Caractersticas operacionais A tenso nominal destas baterias de 1,65 V por clula, sendo que na prtica operam entre 1,85 V para o estado de plena carga e 1,2 V no estado descarregado a 25 oC. A autodescarga destes sistemas, a 25 oC , aproximadamente, de 20% ao ms. A faixa de temperatura de operao de 10 a 50 oC (recomendado entre 10 e 30 oC). A vida til destes sistemas de 300 a 500 ciclos a 100% DoD (limitada pelo crescimento dendrtico do zinco). A eficincia da carga destes sistemas varia entre 75 e 80%. Esta bateria muito susceptvel ao regime de carga e degrada rapidamente se sobrecarregada. As cargas convencionais demoram 10-20 h e as rpidas podem ser realizadas em 3-5 h com um forte controle do sistema de carga (controle de temperatura, tenso e Ah fornecidos). A resistncia interna destas baterias da ordem de 1 m a 25 oC. Durante a descarga o potencial mantm um valor estvel, em torno dos 1,6 V por clula, com um perfil plano, semelhante aos das baterias de chumbo-cido. A densidade de energia destes sistemas varia de 50 a 75 Wh/Kg e por unidade de volume, estes sistemas apresentam densidades de energia que variam de 80 a 140 Wh/l. A potncia especfica medida em sistemas veiculares de 150 W/Kg. As melhores estimativas de custos para as baterias veiculares so de U$ 150 a 200/kWh Estas baterias para aplicaes diversas so comercializadas por poucas empresas, como: Medicharge (Inglaterra) Eagle-Picher Company. (USA) Yardney Electric Corporation (USA) Yuasa (Japo) CGE (Frana) ERA Energy Resources (USA)Reprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs


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3.1.5

Baterias de nquel-hidrognio Estas baterias so um passo intermedirio entre as baterias secundrias convencionais e as

clulas a combustvel. Estas baterias foram desenvolvidas nos anos 70, especialmente para aplicaes espaciais (a primeira utilizao data de 1977 num satlite experimental). A placa positiva de nquel a mesma das baterias de nquel-cdmio e, o eletrodo negativo (H2), o utilizado nas clulas a combustvel. Formalmente, as reaes eletroqumicas podem ser descritas da seguinte forma:-

Eletrodo positivo Eletrodo negativo Reao total

NiOOH + H2O + e H2 + OH-

Ni(OH)2 + OH H2O + eNi(OH)2

9a 9b 9c

H2 + NiOOH

A sobre carga e na reao reversa so descritas pela equao a seguir: NiOOH + H2O Ni(OH)2 + O2 9d

A fora eletromotriz nestas baterias de 1,5 V. A tenso nominal definida em 1,2 V. Estas baterias so construdas em trs configuraes diferentes, denominadas back to back onde os eletrodos da mesma polaridade ficam de frente uns aos outros, recirculating onde o eletrodo positivo, o separador, o eletrodo negativo e a membrana so montados em seqncia (e os eletrodos de polaridades diferentes ficam frente a frente) e uma configurao hbrida, mistura das anteriormente descritas. Estas baterias so do tipo seladas (onde o H2 est sobre presso). Aplicaes As aplicaes destas baterias se concentram na rea aeroespacial, como fonte de energia de satlites, veculos orbitais, etc. Nos ltimos anos, estes sistemas esto sendo testados em algumas aplicaes terrestres, como painis fotovoltaicos, onde requerido um longo tempo de vida sem manuteno. Caractersticas operacionais A tenso nominal destas baterias de 1,4 V por clula, sendo que na prtica operam entre 1,3 V para o estado de plena carga e 1 V no estado descarregado.Reprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs


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A autodescarga destes sistemas extremamente elevada. A exceo quando esto a baixas temperaturas. A 20 oC perdem 50% da energia armazenada em 24 dias. A 30 oC perdem 70% da energia armazenada em 7 dias. A faixa de temperatura de operao de 0 a 50 oC. A vida til destes sistemas de 1500 a 6000 ciclos a 100% DoD e 40.000 a 40 % DoD (a maior vida til entre todos os sistemas de bateias secundrias livres de manuteno). A eficincia da carga destes sistemas de 90 a 95% (dependendo da temperatura). A recarga pode ser feita em regime lento (10-15h) ou rpido (4-7 h). A resistncia interna destas baterias muito baixa, inferior a 0,5 m (depende do modelo de bateria). Durante a descarga o potencial se mantm num patamar moderadamente plano (um pouco mais inclinado do que no caso das baterias de chumbo-cido). A densidade de energia destes sistemas varia de 50 a 65 Wh/Kg e por unidade de volume, estes sistemas apresentam densidades de energia que variam de 60 a 105 Wh/l. Estas baterias so comercializadas por empresas especializadas que atendem preferencialmente demandas aeroespaciais e militares. Estas empresas incluem: Lockheed Missile and Space Company LMSC (USA) COMSAT Laboratories (USA) Eagle-Picher Inc. (USA) Whittaker-Yardney (USA) Gates Aerospace Industries (USA) Hughes Aerospace Corporation (USA) Airforce Hughes (USA)



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3.1.6

Baterias de nquel-metal hidreto Esta bateria uma adaptao das baterias de Ni-H2, onde o hidrognio fornecido na forma

absorvida numa liga metlica. Assim, o eletrodo positivo continua a ser o mesmo das baterias de nquel-cdmio, nquel-hidrognio, nquel-ferro e nquel-zinco. No eletrodo negativo, a diferena a presena de uma liga que permite a incorporao de hidrognio. Durante a carga, tomos de hidrognio so formados pela reduo de gua. Estes tomos se depositam na superfcie da liga metlica utilizada e a seguir difundem para o interior da liga formando o denominado metal hidreto. Formalmente, as reaes so descritas pelas equaes a seguir:-

Eletrodo negativo: Eletrodo positivo Reao total

MH + OH

M + H2O + eNi(OH)2 + OH M + Ni(OH)2-

10a 10b 10c

NiOOH + H2O + eMH + NiOOH

A fora eletromotriz destes sistemas de 1,35 V. A tenso nominal definida igual a 1,2 V. Estas baterias so do tipo seladas. As formas geomtricas mais produzidas destas baterias so as cilndricas, tipo boto e prismticas, em forma similar s produzidas para as baterias de nquel-cdmio. Aplicaes Estas baterias so utilizadas em equipamentos eletrnicos portteis (cmeras, telefones celulares, computadores), fotogrficos, etc. Outras aplicaes incluem sistemas de propulso de veculos eltricos, desde bicicletas at carros de mdio porte (so as baterias mais utilizadas nesta aplicao). Estas baterias so utilizadas, tambm, na indstria aeroespacial, militar e de comunicaes, em medicina e em brinquedos eletrnicos. Na rea das aplicaes estacionrias estes sistemas no so muito utilizados devido a suas limitaes (elevado custo e menor resistncia). Caractersticas operacionais A tenso nominal destas baterias de 1,2 V por clula, sendo que na prtica operam entre 1,4 V para o estado de plena carga e 1 V no estado descarregado. A autodescarga mensal destes sistemas de 15 a 25% a 20 oC. A faixa de temperatura de operao vai de -20 a 50 oC, mas a faixa recomendada de 10 oC a 30 oC.Reprodues deste Documento s tm validade se forem integrais. Este Documento emitido em uma via original, respondendo o LACTEC apenas pela veracidade desta via.DOC - 14 Data: Jun/2006 Reviso: 03 Acessar este documento em R:\DDT\DPGT\DVEI\Qualidade\DOCs


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A vida cclica dos sistemas portteis de 300 a 1000 ciclos a 100% DoD. No caso de sistemas para aplicaes tracionrias, a vida cclica varia de 600 a 1200 ciclos com 80% DoD. No caso de veculos eltricos, com regimes de descarga de DoD de 10%, o nmero de ciclos chega a 90.000. Sua durabilidade vai de 2 anos (em regime de ciclagem) a 5 anos (em flutuao) dependendo do regime de funcionamento. Bate

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