Atualmente, as baterias de todos os equipamentos eletrônicos que usamos, como smartphones e notebooks, garantem uma grande autonomia. Afinal, são feitas de lítio. Mas como funciona este elemento e como fazer o descarte das baterias de lítio de maneira adequada?
Para responder estas e outras dúvidas, elaboramos o texto a seguir. Confira!
Origem das baterias de lítio
Já imaginou como podemos utilizar os celulares, tablets e laptops por tantas horas e até dias de funcionamento? O que tem de tão especial as baterias atuais, que nos permitem essa realidade? Tudo isso acontece graças às baterias de íon-lítio.
Inclusive, recentemente, a edição de 2019 do Prêmio Nobel de Química foi entregue ao trio que desenvolveu estas baterias.
Em 1970, quando começaram a produzir a bateria de íon-lítio, os pesquisadores optaram pelo lítio em função da alta reatividade do metal. Infelizmente, após alguns ciclos, os dendritos de lítio cresceram por meio do eletrólito líquido LiClO4 fortemente oxidante. O que causou um curto-circuito na célula e explodindo o laboratório.
Desenvolvimento da bateria de lítio
Diante disso, os pesquisadores perceberam a necessidade de estabilizar o material para evitar possíveis explosões da bateria quando fosse feita a recarga.
Em 1979, o americano John Goodenough usou o óxido de cobalto e lítio como cátodo de uma bateria recarregável de íons de lítio. Assim, mostrou que era possível obter uma alta densidade de energia armazenada com um ânodo diferente do lítio metálico (que deveria ser evitado, dada a sua tendência a dendritos).
Essa descoberta levou ao desenvolvimento de materiais ricos em carbono. E tais compostos permitem o uso de eletrodos negativos estáveis e gerenciáveis em baterias de íons de lítio.
Com colegas da Universidade de Oxford, Goodenough desenvolveu os óxidos em camadas e de espinélio usados nos cátodos das baterias de íon de lítio.
Isso possibilitou a revolução sem fio e os conceitos catalíticos para as reações dos eletrodos nos óxidos em temperatura ambiente. Da mesma maneira, provocou as reações nas células de combustível de alta temperatura.
Sua tecnologia foi usada na primeira bateria comercial de íons de lítio, lançada pela Sony em 1991.
Baterias atuais
Nas baterias modernas, o ânodo e o cátodo são feitos de materiais em camadas que podem armazenar (intercalar) íons de lítio nos intervalos entre as camadas. Quando a bateria está em uso, os elétrons viajam do ânodo para o cátodo através do circuito externo.
Assim, geram a corrente necessária para alimentar qualquer dispositivo ao qual a bateria esteja conectada.
Ao mesmo tempo, os íons positivos de lítio viajam por meio do eletrólito do ânodo para o cátodo, onde são novamente armazenados. Quando a bateria é recarregada, o processo inverso ocorre com os elétrons e os íons de lítio fluindo de volta para o ânodo.
Esquematicamente falando:
Fonte: The Royal Swedish Academy of Science.
Características da bateria de lítio
As pilhas ou baterias que possuem o lítio como principal constituinte têm como uma de suas características o fato de serem bem leves. Afinal, 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 deve ao fato de que o lítio possui apenas três prótons e três nêutrons.
As baterias que incorporam esse material agora são usadas em todo o mundo para diversas funções. Por exemplo:
- Telefones celulares;
- Outros dispositivos sem fio portáteis;
- Ferramentas elétricas;
- Automóveis híbridos;
- Pequenos veículos totalmente elétricos.
Além disso, as baterias são utilizadas cada vez mais para armazenamento de energia elétrica, para energia eólica e solar.
Como podemos perceber, a utilização desse tipo de bateria é muito grande. Sem contar que, a cada desenvolvimento, mais aplicações são descobertas.
Leia também: Gerenciamento de resíduos sólidos: qual a sua importância?
A importância de fazer o descarte das baterias de lítio
Com tantos equipamentos usando esses materiais, fica a pergunta:
O que se faz quando as baterias chegam ao final de sua vida útil? Como é recomendado efetuar o descarte das baterias de lítio? Que tipo de tratamento deve ser dado a esse tipo de resíduo? Como proceder de forma a não agredir o meio ambiente com esse tipo de material?
A Resolução CONAMA nº 257/99 determina as regras para o descarte de baterias de lítio de forma correta. Assim, após seu esgotamento, as pilhas e baterias que contenham na composição chumbo, cádmio, mercúrio em seus compostos (metais pesados) devem ser entregues pelos usuários aos estabelecimentos que as comercializam.
Outra opção é deixar os materiais na rede de assistência técnica autorizada pelas respectivas indústrias. Uma vez que estes locais repassam as baterias aos fabricantes ou importadores.
Vale lembrar que a reciclagem tem grande significado não só para o meio ambiente como também para os processos produtivos. Afinal, os materiais recuperados podem voltar a ser usados sem que seja necessário retirá-los da natureza novamente.
Com isso, as empresas reduzem os custos para produção e preservam o ambiente.
Como fazer o descarte de baterias de lítio?
No entanto, só se pode reciclar aquilo que é recolhido de forma correta. A partir daí, as empresas de reciclagem promoverão a classificação e separação das baterias chumbo-ácido, lítio das de níquel cádmio.
No processo de reciclagem das pilhas e baterias, inicialmente, é preciso fazer a separação dos materiais existentes nas pilhas. Confira um passo a passo a seguir:
- As pilhas e baterias são cortadas para que seja removida a sua cobertura, normalmente feitas de plástico.
- Materiais são lavados para que sejam removidos todos os resíduos químicos e os plásticos são encaminhados para empresas recicladoras.
- Depois do corte das pilhas, as partes metálicas são enviadas para um processo de trituração.
- Ao final, o que resta é um pó de pH neutro, que é bem menos nocivo à saúde humana.
- Durante esse processo, o aço também é separado dos demais metais e encaminhado às recicladoras.
- Após este processo, o pó é enviado a um forno e aquecido a 1.300°C. Em seguida, ele ainda passa por um novo processo de moagem para, então, surgirem como sais e óxidos metálicos. Essas substâncias são utilizadas como pigmento que dá cor a tinhas, cerâmica e também a fogos de artifício.
Leia também: Segurança química: como fazer o gerenciamento de produtos químicos?
Qual a durabilidade das baterias de lítio?
Outro ponto importante, além do descarte das baterias de lítio, é entender a durabilidade dos materiais. Quanto mais baterias chegarem ao fim da sua vida útil, maior será o volume descartado.
Obviamente, como a maioria das baterias recarregáveis, a vida global diminui gradualmente com cada descarga e recarga. Em geral, as baterias de Li-Ion sustentam até 500 ciclos de descarga e recarga. Mas todas inevitavelmente chegam ao ponto em que não são mais utilizáveis.
Isso pode acontecer muito mais rápido se a bateria descarregar completamente. Uma vez que sua bateria de Li-Ion está completamente morta, é hora de considerar a substituição e a reciclagem. Elas não devem ser jogadas fora com o lixo doméstico normal.
O lítio é um recurso limitado e a mineração é suja e cara. Então, com a reciclagem de pilhas de lítio, você está ajudando a salvar este recurso e evitar mais danos ambientais.
Como lidar com os resíduos das baterias de lítio na sua empresa?
A Chemical Risk está pronta para ajudá-lo a realizar os procedimentos adequados em relação aos resíduos das baterias. Com profissionais experientes e qualificados, desenvolvemos o plano de gerenciamento de resíduos sólidos com os serviços de:
- Ficha de Segurança de Resíduos e Rótulos de resíduos;
- Classificação dos resíduos para o Transporte.
Também possuímos cursos para permitir que a própria empresa tenha a capacitação necessária para a elaboração desses documentos.
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