Uma bateria recarregável (secundária) é uma célula eletroquímica reversível. Diferente de células primárias, a reação química pode ser revertida por corrente externa.
As Três Fases Funcionais
1. Armazenamento (Estado Carregado)
Energia química retida nos materiais dos eletrodos. Exemplo (Li-ion):
- Ânodo: Lítio intercalado em grafite (LiC₆) — estado alta energia.
- Cátodo: Óxido de metal de transição (LiCoO₂, NMC, LFP) — estado lítio-pobre.
- Eletrólito: LiPF₆ em carbonatos orgânicos — condutor iônico, isolante eletrônico.
2. Descarga (Alimentando Dispositivo)
- Circuito externo conecta ânodo a cátodo.
- Oxidação no ânodo: LiC₆ → C₆ + Li⁺ + e⁻
- Íons Li⁺ difundem através eletrólito/separador para cátodo.
- Redução no cátodo: Li⁺ + e⁻ + CoO₂ → LiCoO₂
- Elétrons fluem pelo circuito → trabalho útil.
3. Recarga (Restaurando Energia)
- Carregador aplica voltagem > voltagem célula (ex.: 4.2V para 3.7V nominal).
- Força corrente reversa: elétrons empurrados para ânodo, puxados do cátodo.
- Li⁺ des-intercala do cátodo, volta, re-intercala no grafite.
- Potencial químico restaurado. Carregador termina em voltagem/corrente taper.
Vantagens-Chave Sobre Células Primárias
- Reutilização: 300–5000 ciclos (dependente química).
- Menor Custo Vitalício: $/Wh sobre vida bate alcalinas após ~5 ciclos.
- Menos Resíduo: Menos células em aterro, menos mineração por kWh entregue.
- Alta Potência: Baixa resistência interna → alta corrente para ferramentas, VEs.
Comparação Principais Químicas
| Química | V Nominal | Densidade Energética | Vida Ciclo | Uso Principal |
|---|
| Li-ion (NMC/NCA) | 3.6–3.7V | Alta (250 Wh/kg) | 500–1500 | Celulares, laptops, VEs |
| LiFePO4 (LFP) | 3.2V | Média (160 Wh/kg) | 2000–5000 | Solar, ferramentas, VEs (China) |
| NiMH (LSD) | 1.2V | Média (100 Wh/kg) | 500–2000 | Substituição AA/AAA, híbridos |
| Chumbo-Ácido | 2.0V/célula | Baixa (35 Wh/kg) | 200–500 | Carros, UPS, off-grid |
Conclusão: Recarregáveis trocam custo inicial maior e auto-descarga por custo vitalício dramaticamente menor e impacto ambiental reduzido.
