Baterias de Níquel-Metal Hidreto

Bateria hidreto metálico de níquel
Este post faz parte da série Tipos de baterias. Leia também os outros posts da série:

Nos primeiros artigos dessa série, falamos sobre as baterias de chumbo ácido e sobre as baterias de níquel cádmio. Entretanto, essas baterias possuem características que inviabilizam o uso na tração de veículos híbridos e elétricos. Então, nesse artigo vou apresentar pra vocês, a bateria mais utilizada para tracionar os veículos híbridos atualmente.

Pode ser que você nunca tenha escutado sobre as baterias de níquel metal hidreto, mas tenho certeza que você já utilizou essa bateria em algum momento da sua vida. Então, antes de falar sobre as características dessa bateria, farei uma simples pergunta: você já usou pilhas recarregáveis?

Se você já usou pilhas recarregáveis, talvez você não saiba que essas pilhas são de níquel metal hidreto. Exatamente a mesma química das baterias dos veículos híbridos. Portanto, essa bateria é mais comum do que você imaginava. Então, vamos entender um pouco sobre suas características.

Baterias de níquel metal hidreto

As baterias de níquel metal hidreto ou hidreto metálico de níquel, são as baterias mais utilizadas para tracionar os veículos híbridos, porém, dificilmente são utilizadas para tracionar os veículos elétricos. Isso ocorre devido à dinâmica do fluxo de energia dos veículos híbridos e elétricos. Cada um desses veículos utilizam a energia elétrica em momentos diferentes e para objetivos diferentes. Portanto utilizam a bateria de formas diferentes. Nesse caso, as características da bateria de níquel metal hidreto favorecem o uso dessa bateria para veículos híbridos e não para veículos elétricos.

As baterias de níquel-metal hidreto possuem o melhor desempenho entre as baterias existentes, são atrativas economicamente e possuem uma densidade de energia 50% maior do que as baterias de chumbo ácido. Elas podem ser carregadas e descarregadas com altas taxas por períodos curtos. Por outro lado, se essa bateria for descarregada por repetidas vezes em uma alta corrente, o ciclo de vida da bateria é reduzido em torno de 200-300 ciclos.

Bateria hidreto metálico de níquel
Figura 1 – Bateria de Níquel Metal Hidreto

O melhor desempenho de operação é atingido quando é descarregada em 20-50% da sua capacidade nominal. Essa bateria é segura para operar em altas tensões e possui uma alta resistência à sobrecargas e sobre descargas. Por outro lado, a auto descarga é cerca de 50% maior do que a das baterias de níquel cádmio.

Além disso, essas baterias não poluem o meio ambiente, utilizam uma solução alcalina como eletrólito e são compostas por hidróxido de níquel no eletrodo positivo com uma liga de vanádio, titânio, níquel e outros metais no eletrodo negativo.

A bateria de níquel metal hidreto possui um tempo maior de carregamento, se comparada com as baterias de chumbo ácido e níquel cádmio. E geram uma grande quantidade de calor durante o carregamento, sendo necessário um algoritmo complexo para a carga da bateria.

Atualmente, as baterias de Níquel-metal hidreto são muito utilizadas em veículos híbridos pois possuem um baixo custo se comparadas à baterias de lítio. Por fim, a segurança em altas tensões, o baixo custo de manutenção e a flexibilidade de projeto também é uma vantagem pois a capacidade dessas baterias varia de 30mAh a 250Ah. Porém, o efeito memória maior do que as baterias de lítio, os carregadores com preços elevados e o complexo controle de carga, devem ser levados em consideração na escolha desse tipo de bateria para aplicações automotivas.

Enfim, cada projeto possui uma característica diferente e deve sempre ser avaliado o melhor custo benefício em relação à escolha da bateria. No próximo artigo, falarei sobre as baterias de lítio, as quais são as mais utilizadas para tração dos veículos elétricos.

Referências

COELHO, K. D. Estudo de uma Fonte Ininterrupta de Corrente Contínua de Baixa Potência Gerenciada por um Microcontrolador. 2001. 162p. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2001.

KHALIGH, A. et al., Battery, Ultracapacitor, Fuel Cell, and Hybrid EnergyStorage Systems for Electric, Hybrid Electric, Fuel Cell, and Plug-in Hybrid Electric Vehicles: State of the Art. IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 59, N°. 6, p. 2806-2814 Julho 2010.

POLLET, B. G. et al., Current Status of Hybrid, Battery and Fuel Cell Electric Vehicles: From Electrochemistry to Market Prospects, Journal of Electrochimica Acta, África do Sul, Dezembro, 2012. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.electacta.2012.03.172>

TIE, S. F. et. al., A Review of Energy Sources and Energy Management System in Electric Vehicles. Journal of Renewable and Sustinable Energy Reviews, Malasia, Abril, 2013. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.11.077>

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Rodrigo Che
Rodrigo Che
17/01/2021 10:35

Legal demais o artigo bem sucinto. Eu só tenho uma crítica. Caso vc resolva fazer uma rev seria legal colocar alguns exemplos de uso das baterias fora do escopo automotivo.

Cynthia Thamires Da Silva
Cynthia Thamires da Silva
Reply to  Rodrigo Che
03/05/2021 20:39

Rodrigo, muito obrigada pelo seu comentário. Peço desculpas pela demora na resposta, mas somente vi agora. Obrigada pelo feedback e pela crítica construtiva, acredito que ficaria interessante adicionar outras aplicações mesmo. Considerarei seu feedback em revisões futuras. Muito obrigada. =)

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