Whatsapp

Pilhas e Baterias de Lítio

Química

As pilhas ou baterias de lítio principais são as de lítio-iodo, usadas em marca-passos, e as de íons lítio, utilizadas em telefones celulares.
PUBLICIDADE

As pilhas ou baterias que possuem o lítio como principal constituinte têm como uma de suas características o fato de serem bem leves, pois o lítio é o metal menos denso descoberto até o momento. Para se ter uma ideia, esse metal branco prateado boia na água, pois é duas vezes menos denso que ela. Isso se dá devido ao fato de que o lítio possui apenas três prótons e três nêutrons.

Existem dois tipos principais de pilhas ou baterias de lítio, uma delas é denominada de pilha de lítio-iodo. Ela foi desenvolvida principalmente para ser usada em marca-passos cardíacos, já que é bastante leve, segura (não libera gases, pois é fechada hermeticamente), tem uma boa durabilidade (cerca de 8 a 10 anos), fornece uma voltagem de 2,8 V e uma alta densidade de carga (0,8 Wh/cm3).

A pilha que mantém o funcionamento do marca-passo é a de lítio-iodo

Os eletrodos são formados por lítio e um complexo de iodo, que ficam separados por meio de uma camada cristalina de iodeto de lítio que permite a passagem da corrente elétrica. O lítio metálico funciona como o ânodo dessa pilha, ou seja, é o polo negativo que se oxida, perdendo elétrons. Já o cátodo, o polo positivo que se reduz, recebendo elétrons, é o complexo de iodo.

Veja as semirreações que ocorrem nos eletrodos e a equação que representa a reação global desse tipo de pilha:

Semirreação do Ânodo: 2 Li(s) →2 Li+(s) + 2e-

Semirreação do Cátodo: 1 I2(s) + 2e-→2 I-(s)

Reação Global: 2 Li(s) + 1 I2(s) →2 LiI(s)

As pilhas de lítio-iodo possuem o formato de moedas bem pequenas, como mostrado na figura abaixo:

Pilhas de lítio em vários tamanhos

O outro tipo de pilha ou bateria é a de íon lítio. Ela leva esse nome exatamente porque o seu funcionamento se baseia no movimento de íons lítio (Li+). Ela é atualmente muito utilizada nas baterias de telefones celulares e seu potencial varia entre 3,0 e 3,5 V.

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

A bateria de íon lítio é a bateria de celular

O ânodo e o cátodo são formados por átomos dispostos em planos como se fossem lâminas com espaços onde os íons lítio se inserem. O ânodo é formado por grafita com o metal cobre e os íons se intercalam nos planos de estruturas hexagonais de carbono, formando a seguinte substância: LiyC6­.Já o cátodo é formado pelos íons lítio intercalados num óxido de estrutura lamelar (LixCoO2).

Esquema de funcionamento de bateria de íon lítio

Assim, temos que os íons lítio saem do ânodo e migram por meio de um solvente não aquoso para o cátodo.

Semirreação do Ânodo: LiyC6 (s) → y Li + C6 + y e-
Semirreação do Cátodo: LixCoO2 (s) + Li+(s) + y e→ Lix+yCoO2(s)
Reação Global:  LiyC6(s) + LixCoO→ C6 (s) + Lix+yCoO2(s) 

Essas baterias são recarregáveis, bastando usar uma corrente elétrica externa que provoca a migração dos íons lítio no sentido inverso, ou seja, do óxido para a grafita.

Recarregando bateria de íon lítio


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

Bateria de lítio sendo usada em placa-mãe de computador
Bateria de lítio sendo usada em placa-mãe de computador

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Pilhas e Baterias de Lítio"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-litio.htm. Acesso em 02 de março de 2021.

Lista de Exercícios
Questão 1

Em uma pilha ou bateria de lítio, o ânodo e o cátodo são formados por átomos dispostos em planos como se fossem lâminas com espaços onde os íons lítio inserem-se. O ânodo é formado por grafita com o metal cobre, e os íons intercalam-se nos planos de estruturas hexagonais de carbono, formando a substância LiyC6. Já o cátodo é formado pelos íons lítio intercalados em um óxido de estrutura lamelar, formado pelo metal:

a) Cobre.

b) Zinco.

c) Cobalto.

d) Níquel.

e) Cádmio.

Questão 2

Um tipo de pilha de lítio foi desenvolvido para ser usado em marca-passos cardíacos, já que é bastante leve, seguro (não libera gases, pois é fechado hermeticamente), tem uma boa durabilidade (cerca de 8 a 10 anos), fornece uma voltagem de 2,8 V e uma alta densidade de carga (0,8 Wh/cm3). Os eletrodos são formados por lítio e um complexo de iodo, que ficam separados por meio de uma camada cristalina de iodeto de lítio, a qual permite a passagem da corrente elétrica. O lítio metálico funciona como o ânodo dessa pilha, ou seja, é o polo negativo, que se oxida, perdendo elétrons. Já o cátodo, o polo positivo e que se reduz, é o complexo que possui o metal:

a) Cobre.

b) Zinco.

c) Cobalto.

d) Iodo.

e) Cádmio.

Mais Questões
Artigos Relacionados
Veja a composição, o princípio de funcionamento, as utilizações, as reações e os perigos envolvidos no descarte incorreto das pilhas de mercúrio, uma das menores pilhas.
Conheça os principais tipos de pilhas e baterias secundárias, além de saber por que é possível recarregá-las.
Conheça a célula a combustível, que tem sido considerada por muitos cientistas a fonte de energia do futuro, pois não gera poluentes e produz água.
Entenda o que é uma pilha, por que ela recebeu esse nome, qual é o seu princípio de funcionamento e quais os tipos principais.
Você já se perguntou como a recarga de um aparelho celular afeta seu consumo de energia elétrica? Fizemos os cálculos para você saber quanto gasta por ano em suas recargas de celular diárias. Clique no nosso texto para saber de uma vez por todas quanto custa a recarga do seu smartphone!
Perigo das baterias, contaminação por metais pesados, aparelhos eletrodomésticos e eletroeletrônicos, baterias recarregáveis, Composição Química das baterias de níquel-cádmio, descarte correto das baterias de telefones celulares, volume global de baterias
Você sabia que o lítio é o metal mais leve de toda a tabela periódica? Clique e confira!
Conheça mais sobre as pilhas recarregáveis.
Como proceder perante um lixo tóxico.
Saiba sobre os perigos desse material em sua casa.