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Sep 08, 2023

Lander Lab #5: Baterias de polímero de lítio

Kevin Hardy fundou a Global Ocean Design após uma carreira no Scripps... 28 de dezembro de 2022 Uma coluna sobre as tecnologias, estratégias e uso de baterias de polímero de lítio Ocean Landers oferece um ambiente seguro

Kevin Hardy fundou a Global Ocean Design após uma carreira no Scripps...

28 de dezembro de 2022

Uma coluna sobre tecnologias, estratégias e uso de sondas oceânicas

As baterias de polímero de lítio oferecem uma opção segura e robusta para energia elétrica portátil. À medida que ganhamos experiência coletivamente, os parâmetros de aplicação foram refinados, definidos e melhorados. Embora onipresentes na vida cotidiana, sua aceitação não superou um passado conturbado. Os LiPos já voaram em espaçonaves tripuladas Space-X e estão instalados na Estação Espacial Internacional. A indústria automotiva global está passando por mudanças dramáticas com novos desenvolvimentos de baterias que acompanham as indústrias de computadores pessoais e telefones celulares. O Tesla Powerwall, que usa uma pilha de LiPos, permite que as residências saiam da rede quando a rede cai. O DSV ALVIN da WHOI, o DSV DEEP SEA CHALLENGER de James Cameron e os submersíveis TRITON 36.000/2 (DSV Limiting Factor) da Triton Submarine são alimentados por módulos de bateria LiPo com compensação de pressão. Em 2019 e 2020, o Japão lançou dois novos submarinos diesel-elétricos, Taigei, ou “Grande Baleia”, e Toryu, ou “Dragão Combatente”, equipados com baterias de íons de lítio, tornando os submarinos capazes de navegar silenciosamente submersos por mais tempo.

Como outros animais do Zoológico de San Diego, é importante reconhecer que as baterias LiPo são simplesmente diferentes das baterias de chumbo-ácido ou alcalinas. Eles têm seus próprios comportamentos distintos. Admito que fiquei com alguma apreensão quando comecei a estudar e depois a aprender fazendo com LiPos. Comecei com baterias LiPo dentro de uma bolsa de carregamento à prova de fogo, em um piso de concreto dentro de um pequeno bunker de blocos de concreto a 2 metros de distância de todo o resto. Mudei para um grande vaso de barro com uma tampa de drenagem de barro. Monitorei temperatura e voltagem. Eu li tudo que pude. Acompanhei pistas promissoras. Era “Como Treinar o Seu Dragão” da DreamWorks. Eu precisava saber. A segurança continuou sendo primordial, à medida que comecei a entender a tecnologia que muitos outros já usavam.

Já uso LiPos há vários anos em diversas aplicações no mar. Quanto mais você aprende, mais sucessos você tem e mais possibilidades se apresentam. Respeito sua densidade de energia, mas também sua disposição de fazer um trabalho. Há um grande conjunto de trabalhos que descrevem os fundamentos das células LiPo e sua aplicação. Este artigo citará alguns deles.

Resumindo, trate sempre os LiPo com o respeito que eles merecem. É crucial permanecer dentro dos parâmetros operacionais recomendados pela indústria. As histórias terríveis dos entusiastas do RC de fim de semana podem ser parcialmente atribuídas aos usuários finais que se desviam dos limites prescritos para ganhar mais alguns minutos de tempo de voo ou tentam conseguir mais um voo carregando rapidamente acima da taxa máxima recomendada. Às vezes é uma bateria ruim que eles compraram por um preço barato. Às vezes, eles não têm os dispositivos certos para proteger e manter as baterias como deveriam.Alguns princípios básicos sobre baterias de íon-lítio e LiPo

As baterias de íons de lítio e de polímero de lítio são células secundárias recarregáveis ​​com produtos químicos semelhantes. Eles podem ser usados ​​para as mesmas aplicações de alta potência. Eles se distinguem por diferentes eletrólitos e embalagens.

O íon de lítio e o polímero de lítio são completamente diferentes das células primárias de lítio não recarregáveis. Por um lado, os polímeros de lítio usam um composto de lítio intercalado em seus eletrodos, e não lítio metálico, e portanto são mais estáveis. Eles também não são perigosos se expostos à água. As células de íons de lítio usam um eletrólito líquido e são envoltas em um invólucro cilíndrico de aço inoxidável. A conhecida célula 18650 é um exemplo.

As células de polímero de lítio (LiPo) usam um eletrólito gelificado e são seladas a vácuo dentro de uma bolsa de plástico macio. Isso é conhecido como “célula prismática”. Existem vários produtos químicos LiPo, mas o mais comum para embalagens prismáticas é o óxido de lítio-cobalto. A química é especificada na MSDS dessa bateria. Uma pilha de células prismáticas pode ser unida usando um filme retrátil, para aplicações leves, ou dentro de um invólucro de plástico rígido moldado por injeção para fornecer resistência à perfuração.