Bateria de fosfato de ferro e lítio: LiFePo4

Uma bateria de ferro-lítio é uma bateria de íon de lítio que usa fosfato de ferro (LiFePO4) como material catódico. Mas primeiro devemos entender o que é uma bateria de lítio para ter uma ideia melhor das vantagens de uma bateria LiFePo4.

Baterias de íon de lítio (ou simplesmente baterias de lítio) são baterias que usam material à base de lítio como cátodo e uma variedade de outros materiais (mais comumente grafite) como ânodo. Essas baterias são comumente encontradas em dispositivos portáteis, como celulares, câmeras digitais e outros devido ao seu peso leve, formato pequeno e bateria de longa duração.

As baterias de lítio têm a vantagem de utilizar lítio, que é o elemento mais facilmente oxidado. Isso significa que ele pode facilmente ceder um elétron, que é então usado pelo circuito para se alimentar. Quanto mais facilmente os elétrons são retirados de uma bateria, mais eficiente ela se torna, o que explica sua longevidade. Além disso, o lítio é o metal mais leve conhecido, portanto permite portabilidade e o material pode ser moldado facilmente.

O lítio por si só não pode ser usado como cátodo, pois é tão reativo que formaria imediatamente um sal com os não metais do meio ambiente. Isto é mais apropriadamente demonstrado pelo fato de que o lítio não pode ser encontrado na forma nativa ou na forma elementar na natureza. Mais comumente, é encontrado na forma de cloreto de lítio e outros sais haleto. Além disso, o lítio nativo entra em ignição espontaneamente e até reage violentamente com a água, necessitando de seu armazenamento sob óleo.

Isso significa que compostos de lítio devem ser usados ​​para ter lítio como cátodo. Esses compostos devem produzir íons após a decomposição e devem ter uma reação facilmente reversível para serem usados ​​​​como bateria recarregável.

Um bom exemplo de composto de lítio usado é o fosfato de ferro-lítio (LI). As baterias LI foram desenvolvidas na Universidade do Texas em 1996 como uma forma barata de criar baterias de lítio. É barato porque o “parceiro” do lítio, o ferro, é relativamente mais abundante em comparação com outros metais usados ​​para fazer compostos de lítio para baterias. Tem a vantagem de ter uma taxa de descarga mais lenta entre as baterias de lítio, o que significa maior vida útil.

Como pode ser observado, a reação produz íons lítio e fosfato de ferro (III) (FePO4). O fosfato de ferro (III) ou fosfato férrico não é tóxico, ao contrário da outra forma que é o fosfato de ferro (II) (Fe3 (PO4) 2). Na verdade, o fosfato férrico é usado como suplemento de ferro para humanos, demonstrando que é seguro para consumo humano. Esta é a principal razão pela qual o fosfato de ferro-lítio é preferido a outras baterias à base de lítio. Outras baterias de íon-lítio, como as baterias de lítio-cobalto mais comuns, produzem compostos de óxido de cobalto mais tóxicos.

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