Entre as baterias primárias de lítio, existe uma relação de compromisso natural entre dois tipos de células: aquelas projetadas para funcionar a longo prazo com baixa taxa de utilização e baixa autodescarga; e aquelas que oferecem operação a curto prazo com uma taxa de utilização mais alta, mas com maior autodescarga.
As células em espiral possuem uma grande área de superfície comum entre o ânodo e o cátodo, o que lhes confere uma alta capacidade de corrente. As células em bobina têm uma área de superfície comum entre o ânodo e o cátodo menor, o que limita sua taxa de descarga, mas também sua taxa de autodescarga. Certas baterias de lítio, incluindo as de cloreto de tionila de lítio (LiSOCl2As células de LiSOCl2 com construção em espiral, que utilizam dióxido de enxofre de lítio e dióxido de manganês de lítio, podem fornecer energia a uma taxa elevada por períodos relativamente curtos. As células de LiSOCl2 com construção em espiral possuem eletrodos com grandes áreas de superfície, o que permite taxas de saída mais altas. No entanto, a desvantagem da construção em espiral é uma taxa de autodescarga significativamente maior. Por outro lado, as células de LiSOCl2 do tipo bobina apresentam uma área de superfície de eletrodo muito menor, resultando em uma taxa de saída e uma taxa de autodescarga mais baixas.
Uma analogia simples entre esses dois tipos de baterias seria um copo de água com capacidade de 240 ml (8 onças). Com o tempo, a abertura larga do copo permite que a água evapore mais rapidamente (maior autodescarga). Mas a abertura maior também permite que a água escorra rapidamente (maior taxa de fornecimento de energia). A abertura mais larga fornece energia imediatamente em aplicações que exigem grandes quantidades de energia. No entanto, se você quiser manter essa água por um longo período, a abertura mais larga se torna problemática, permitindo que a água evapore mais rapidamente.
Uma bateria LiSOCl2 do tipo bobina é caracterizada por um cátodo cilíndrico circundado por material anódico. Este tipo de construção de bateria é fácil de fabricar, possui uma baixa taxa de autodescarga e não necessita de fusível de segurança.
Certas células de LiSOCl2 do tipo bobina foram projetadas para fornecer uma taxa de descarga moderada durante uma vida útil relativamente longa, com uma baixa taxa de autodescarga anual, variando de 1 a 2% ao ano. Em armazenamento, essas baterias consumiriam aproximadamente 10 a 20% de sua capacidade inicial ao longo de dez anos. Esse desempenho pode ser comparado ao de uma lata de refrigerante com uma abertura moderada — a abertura menor permite que o refrigerante evapore mais lentamente do que em um copo grande, com a desvantagem de que o líquido não pode ser despejado tão rapidamente.
Data da publicação: 27/10/2023
