As baterias LiFePO4 e chumbo-ácido são muito populares. Ambas têm seus casos de uso específicos com base em suas especialidades. A LiFePO4 é considerada avançada e melhor em termos de desempenho. Por outro lado, você verá muitos veteranos preferindo as baterias de chumbo-ácido. Essa diferença de opinião provocou um debate sobre as baterias LiFePO4 e as baterias de chumbo-ácido.
As baterias de chumbo-ácido são amplamente usadas em carros. Elas estão em uso há 150 anos. Seu tamanho maior e preço mais baixo são as principais características desse tipo de bateria. Entretanto, a LiFePO4 é compacta, cara e oferece desempenho de primeira linha. Neste artigo, compararei as baterias LiFePO4 e de chumbo-ácido. Então, vamos começar!
Resumo básico das baterias LiFePO4 e de chumbo-ácido
As baterias de chumbo-ácido e LiFePO4 oferecem uma proposta de valor exclusiva. Ambas são excelentes, mas diferem em muitos aspectos.
As baterias de chumbo-ácido usam dióxido de chumbo (PbO₂) como cátodo. O chumbo esponjoso (Pb) nessas baterias atua como ânodo. O H2SO4 é usado como eletrólito nessas baterias. O movimento dos íons ocorre entre o cátodo e o ânodo. Esse movimento gera a eletricidade que faz funcionar diversas máquinas.
As primeiras baterias de chumbo-ácido foram fabricadas em 1859. Desde então, essas baterias estão em uso ativo. Elas passaram por diversas mudanças para obter melhor desempenho. No entanto, sua estrutura principal permanece a mesma. Esses tipos de baterias são amplamente usados em carros e outros automóveis. O tamanho maior é um indicador importante dessas baterias.
As baterias LiFePO4, por outro lado, são modernas, compactas e oferecem melhor desempenho. Elas têm um fosfato de íons de lítio como cátodo. Da mesma forma, o grafite é usado como ânodo. Em vez de H2SO4, essas baterias usam sal de lítio como eletrólito. O movimento dos íons de lítio entre o cátodo (LiFePO4) e o ânodo (grafite) produz eletricidade.
Essas baterias geralmente são carregadas por meio de painéis solares ou carregadores dedicados. Quando o sol se põe, a energia armazenada é usada como eletricidade. Durante o carregamento, os íons de lítio do cátodo vão para o ânodo e são armazenados lá. Durante a descarga, o íon de lítio volta do ânodo para o cátodo. Esse movimento dos íons de lítio produz eletricidade, que é utilizada.
Os dispositivos modernos vêm com baterias LiFePO4. Seu uso é muito difundido nos dispositivos modernos armazenamento de energia da bateria sistemas. As casas modernas as utilizam como backup quando usam uma instalação solar como fonte de eletricidade. Essas baterias são caras e têm um custo inicial mais alto. Mas sua longa duração e melhor durabilidade as tornam mais econômicas do que suas contrapartes.
Quais são as diferenças entre as baterias LiFePO4 e de chumbo-ácido?
Como dito anteriormente, tanto as baterias de chumbo-ácido quanto as de LiFePO4 têm muitas diferenças. Essas diferenças as tornam adequadas para diferentes casos de uso. Por exemplo, as baterias de chumbo-ácido são mais adequadas para veículos devido ao seu tamanho volumoso. A LiFePO4 é compacta, duradoura e ideal para aparelhos modernos. Vamos discutir todas as diferenças significativas entre esses dois tipos de bateria.
1- Peso e densidade de energia
As baterias LiFePO4 são conhecidas por seu tamanho compacto e leveza. Elas têm maior densidade de energia. Isso significa que essas baterias podem armazenar mais energia apesar de serem menores. Por outro lado, as baterias de chumbo-ácido são volumosas. Seu peso é muito alto, o que é uma grande desvantagem. Essas baterias têm placas de chumbo maiores.
Essas placas ocupam mais espaço dentro da bateria. Além disso, elas também contêm ácido sulfúrico como eletrólito. Tudo isso contribui para o tamanho maior dessas baterias de chumbo-ácido. A densidade geral de energia das baterias de chumbo-ácido é menor do que a das baterias de LiFePO4. Portanto, elas armazenam menos energia como em comparação com as baterias LiFePO4.
2- Profundidade de descarga (DoD) e taxa de autodescarga
As baterias LiFePO4 vêm com alta DOD (Depth of Discharge, profundidade de descarga). A profundidade de descarga indica quanto da capacidade de uma bateria pode ser usada com segurança. Se você usar a capacidade da bateria além do limite seguro, isso poderá reduzir a vida útil da bateria. As baterias LiFePO4 oferecem de 80 a 90% de DOD.
Por outro lado, as baterias de chumbo-ácido têm uma profundidade de descarga muito baixa. As baterias de chumbo-ácido totalmente carregadas podem usar 50% de sua capacidade. Se você usar mais do que isso, isso afetará a vida útil dessas baterias. A taxa de autodescarga é outro parâmetro crítico. As baterias LiFePO4 têm uma taxa de autodescarga menor.
Se você mantiver a bateria por um mês, sua energia armazenada cairá ou descarregará apenas 3%. Por outro lado, as baterias de chumbo-ácido têm uma taxa de autodescarga mais alta. Elas podem perder de 8 a 10% de energia (descarga) se forem mantidas por um mês. Portanto, Baterias LiFePO4 são usados em sistemas de armazenamento e estações de rede. Eles podem ser usados para alcançar maior capacidade e armazenar energia por períodos prolongados.
3- Desempenho de velocidade e temperatura de carregamento
As baterias LiFePO4 podem ser carregadas rapidamente. Elas aceitam a corrente mais alta durante o carregamento e não sofrem superaquecimento. Por outro lado, as baterias de chumbo-ácido são muito lentas em termos de velocidade de carga. Elas podem levar de 5 a 8 horas para completar o carregamento.
Por outro lado, ambas as baterias têm excelente desempenho em temperaturas moderadas. Entretanto, as baterias LiFePO4 podem suportar temperaturas mais altas. Por outro lado, as baterias de chumbo-ácido podem apresentar mau funcionamento se a temperatura for muito alta. Entretanto, essas baterias têm um excelente desempenho em temperaturas muito baixas. Por outro lado, as baterias LiFePO4 têm dificuldade em suportar baixas temperaturas.
4- Vida útil do ciclo e vida útil (anos)
As baterias LiFePO4 vencem a corrida quando se trata de ciclos de carga. Essas baterias oferecem um grande número de ciclos de vida, variando de 3.000 a 5.000. Por outro lado, as baterias de chumbo-ácido são significativamente menos avançadas, oferecendo um total de 300 a 500 ciclos de carga. Ciclo de carga refere-se a um ciclo completo de carga e descarga. Suponha que você tenha uma bateria LiFePO4, carregue-a e use-a diariamente.
Essa bateria permanecerá facilmente em bom estado por pelo menos 10 a 12 anos. Agora imagine uma bateria de chumbo-ácido que é carregada e usada diariamente. Ela durará apenas de 2 a 3 anos. Além disso, a presença de ácido (eletrólito) e placas de chumbo pode levar a problemas de corrosão. Esse problema pode reduzir ainda mais a vida útil das baterias de chumbo-ácido. Entretanto, as baterias LiFePO4 não apresentam problemas de corrosão. Portanto, elas podem durar mais do que suas contrapartes.
5- Capacidade utilizável e estabilidade de tensão
As baterias LiFePO4 e de chumbo-ácido diferem em termos de sua capacidade utilizável. As baterias LiFePO4 com carga total podem ser usadas até 80 a 90%. Durante esse uso, essas baterias mantêm a tensão. Mesmo quando a bateria estiver sendo carregada lentamente, a tensão ainda será estável. Por outro lado, as baterias de chumbo-ácido têm a capacidade utilizável comprometida.
Elas podem ser usadas até 50% com uma carga completa. Em palavras simples, 100Ah de LiFePO4 oferecerão o dobro da energia de 100Ah de baterias de chumbo-ácido. Além disso, essas baterias não mantêm sua tensão. No início, elas fornecerão a tensão ideal. Mas, à medida que a energia (armazenada) dessas baterias diminui, a tensão também cai.
6- Segurança e impacto ambiental
As baterias LiFePO4 são mais seguras do que suas contrapartes. Elas são mais estáveis e não pegam fogo. Elas não são combustíveis e não superaquecem. Esses fatores tornam essas baterias muito seguras para uso a longo prazo. Além disso, essas baterias não emitem gases nocivos durante sua operação.
Portanto, elas são ecologicamente corretas e podem ser recicladas. Por outro lado, as baterias de chumbo-ácido não são seguras, especialmente em altas temperaturas. Elas são propensas a problemas de vazamento e podem derramar ácido. Além disso, emitem gases nocivos durante seu funcionamento. Por esse motivo, considero as baterias de chumbo-ácido menos ecologicamente corretas.
7- Custo (inicial versus vitalício) e manutenção
As baterias LiFePO4 são premium e oferecem desempenho ideal. No entanto, seu custo inicial é mais alto do que o das baterias de chumbo-ácido. A melhor durabilidade, mais ciclos de vida e capacidade utilizável fazem com que elas se destaquem. Essas baterias não requerem manutenção regular, o que reduz sua manutenção.
Por outro lado, as baterias de chumbo-ácido têm um custo inicial mais baixo. No entanto, elas têm durabilidade comprometida e oferecem um ciclo de vida menor. Sua vida útil é 5 vezes menor do que a das baterias LiFePO4. Além disso, essas baterias de chumbo-ácido precisam de manutenção regular. Apesar do custo inicial mais baixo, elas têm a desvantagem de um custo de vida útil mais alto.
8- Aplicações e risco de vazamento/derramamento
Como eu disse anteriormente, as baterias de chumbo-ácido usam H2SO4 como eletrólito. Essas baterias são mais propensas a vazamentos devido a vedações mais fracas. Como resultado, o ácido pode vazar e fazer com que a bateria fique suja. Por outro lado, as baterias LiFePO4 não têm ácido líquido como eletrólito. Além disso, o corpo dessas baterias é perfeitamente vedado.
Portanto, não há vazamento ou derramamento de eletrólito. Quando se trata de aplicação, tanto as baterias LiFePO4 quanto as de chumbo-ácido têm seus usos exclusivos. As baterias LiFePO4 são preferidas para dispositivos modernos. Por outro lado, as baterias de chumbo-ácido são adequadas para carros e outros veículos devido ao seu tamanho volumoso. Aqui está uma tabela que mostra suas principais aplicações:
| Aplicações de baterias de chumbo-ácido | Aplicações da bateria LiFePO4 |
| Baterias de partida de carro. | Armazenamento de energia solar |
| UPS (fonte de alimentação ininterrupta) | Veículos elétricos (EVs) |
| Empilhadeiras. | RVs e campistas |
| Sistemas de backup de telecomunicações. | Marinha e barcos |
| Armazenamento solar de baixo custo. | Estações de energia portáteis |
| Carrinhos de golfe. | Armazenamento de energia na rede |
| Maquinário industrial. | E-bikes e scooters |
Perguntas frequentes
O LiFePO4 é melhor do que o chumbo-ácido?
Sim, considero o LiFePO4 superior às baterias de chumbo-ácido. Elas oferecem melhor vida útil, mais ciclos de vida, segurança e carregamento rápido. Além disso, essas baterias são compactas e leves, o que é uma vantagem significativa.
O LiFePO4 pode substituir as baterias de chumbo-ácido?
Sim. As baterias LiFePO4 são modernas e têm excelentes sistemas de armazenamento de energia. Esses motores modernos oferecem impulso súbito de energia para uma rápida ignição do motor. Além disso, elas são duráveis e têm uma vida útil melhor. Esses fatores fazem do LiFePO4 um substituto adequado para as baterias de chumbo-ácido.
É ruim manter as baterias LiFePO4 totalmente carregadas?
Não. Não é ruim manter as baterias LiFePO4 totalmente carregadas. Quando estiver armazenando uma bateria, certifique-se de carregá-la totalmente. Essas baterias sofrem descarga de energia (até 2%). Mais energia armazenada será usada quando você precisar dela.
Conclusão: Qual você deve escolher: baterias LiFePO4 ou de chumbo-ácido?
Eu sempre prefiro LiFePO4 a baterias de chumbo-ácido. Algumas pessoas da velha guarda geralmente argumentam que essas baterias são caras. Isso é uma meia verdade, o que é muito confuso. A LiFePO4 é cara, mas seu desempenho é ideal. Além disso, elas duram mais e não precisam de manutenção regular.
Sua manutenção zero torna essas baterias econômicas a longo prazo. As baterias de chumbo-ácido são baratas, mas sua manutenção regular é uma dor de cabeça. Além disso, essas baterias têm uma vida útil total de 2 a 3 anos, que é cinco vezes menor do que a do LiFePO4. Portanto, você deve sempre preferir o LiFePO4 às baterias de chumbo-ácido.