No artigo anterior, comparamos LiFePO4 com baterias de chumbo-ácido. No entanto, este artigo se concentrará em dois tipos populares de baterias. Um deles é o LiFePO4, enquanto o outro é a bateria de gel. O debate sobre as baterias LiFePO4 versus baterias de gel existe há anos. Lembre-se, as baterias de gel são um tipo de bateria de chumbo-ácido.
Sem dúvida, essas duas baterias são excelentes em seus aspectos. Por esse motivo, a escolha entre essas baterias de lítio e de gel pode ser muito confusa. Este artigo esclarecerá as diferenças entre esses tipos de baterias. Entendê-las ajudará a evitar suposições e a tomar decisões de compra informadas. Então, vamos começar!
Diferença entre baterias LiFePO4 e de gel
A diferença significativa entre essas duas baterias está em sua química. A LiFePO4 usa fosfato de ferro-lítio como cátodo. No entanto, as baterias de gel usam dióxido de chumbo (PbO₂) como cátodo. Semelhante às baterias de chumbo-ácido típicas, essas baterias baseadas em gel usam chumbo esponjoso (Pb) como ânodo. As baterias LiFePO4 usam grafite como ânodo. Vamos nos aprofundar e discutir as baterias LiFePO4 e de gel em detalhes.
1- Química do cátodo
A química do cátodo é uma das principais diferenças entre as baterias LiFePO4 e as baterias de gel. As baterias LiFePO4 usam fosfato de ferro-lítio como material de cátodo. Por outro lado, as baterias de gel são um tipo de bateria de chumbo-ácido. Em vez de usar materiais à base de lítio, seu cátodo é feito de dióxido de chumbo (PbO₂).
As baterias LiFePO4 têm um ânodo feito de grafite, enquanto o ânodo das baterias de gel consiste em chumbo esponjoso. Essas duas baterias também diferem em termos de eletrólito. As baterias LiFePO4 usam sal de lítio como eletrólito. Por outro lado, as baterias de gel usam gel à base de sílica como eletrólito.
O cátodo das baterias LiFePO4 é mais estável e aumenta a densidade de energia dessas baterias. Portanto, o LiFePO4 pode armazenar e fornecer mais energia do que as baterias de gel. As baterias de gel são mais pesadas e volumosas para a mesma capacidade. Portanto, essas baterias são usadas em máquinas e dispositivos maiores. Elas exigem mais espaço para sua instalação.
2- Densidade de energia
A densidade de energia é um fator essencial que deve ser verificado ao comprar baterias. Ela indica a quantidade de energia que uma bateria pode armazenar em um espaço ou volume específico. As baterias LiFePO4 têm melhor densidade de energia (90-160 Wh/kg). O motivo é que seu cátodo (fosfato de ferro e lítio) pode armazenar energia com mais eficiência.
Por outro lado, as baterias de gel têm uma densidade de energia muito menor (30-50 Wh/kg). Devido a essa baixa densidade de energia, as baterias de gel são muito mais volumosas do que as baterias de LiFePO4 para o mesmo armazenamento de energia. As baterias LiFePO4 são mais compactas e ainda podem armazenar mais energia com menos peso e tamanho.
3- Vida útil do ciclo e vida útil em anos
A vida útil do ciclo significa quantas vezes uma bateria pode ser carregada e descarregada antes de começar a diminuir seu desempenho. Após um ciclo de vida específico, a capacidade de armazenamento de energia da bateria cai significativamente. As baterias LiFePO4 oferecem mais de 3000 ciclos de vida. Isso significa que você pode carregá-las e usá-las mais de 3.000 vezes. Sua vida útil é de 10 a 12 anos.
Por outro lado, as baterias de gel normalmente oferecem entre 500 e 1.200 ciclos, dependendo da profundidade da descarga e das condições de uso. Sua vida útil total é geralmente de 4 a 8 anos. Esse ciclo de vida mais baixo e a vida útil geral mais curta tornam as baterias de gel uma opção inferior. Isso é ainda mais importante para o uso de longo prazo, em que a longevidade é uma prioridade.
4- Desempenho da temperatura operacional
As baterias LiFePO4 oferecem melhor desempenho em condições de alta temperatura. O motivo é que a ligação de fosfato em seu material de eletrodo é muito estável. Quando exposta ao calor, essa ligação não se rompe. Essas baterias não superaquecem, o que poderia causar uma explosão. Por outro lado, as baterias de gel enfrentam desafios significativos em condições de temperatura mais alta.
Quando exposta a altas temperaturas, a atividade química dentro de uma bateria de gel aumenta. Isso pode causar corrosão acelerada das placas internas. Além disso, seu eletrólito à base de gel pode sofrer evaporação. Essa degradação permanente reduz drasticamente o ciclo de vida e a vida útil geral da bateria. Portanto, considero as baterias LiFePO4 uma opção superior para condições de alta temperatura.
5- Peso e tamanho
As baterias LiFePO4 são conhecidas por sua compactação. Por isso, você verá seu uso em dispositivos e aparelhos de pequeno porte. O motivo é que essas baterias têm maior densidade de energia. Isso significa que elas podem armazenar mais energia por quilograma. Portanto, seu tamanho compacto armazena mais energia.
Não há necessidade de aumentar o tamanho ou o peso para aumentar o armazenamento de energia. Por outro lado, as baterias de gel têm baixa densidade de energia. Isso significa que elas podem armazenar menos energia por volume (por kg). Como resultado, os fabricantes aumentam seu tamanho para acomodar mais armazenamento de energia. Devido a isso, essas baterias de gel são mais volumosas e pesadas do que suas contrapartes.
6- Segurança e respeito ao meio ambiente
As baterias LiFePO4 vencem a concorrência quando se trata de ecologia e segurança. Como eu disse anteriormente, essas baterias vêm com um cátodo à base de fosfato. Portanto, a química (ligação) do fosfato de ferro é muito estável. Essa ligação permanece estável mesmo em temperaturas muito altas. Por esse motivo, essas baterias LiFePO4 são mais seguras e têm menor probabilidade de pegar fogo.
Além disso, essas baterias não emitem gases nocivos, o que é uma grande vantagem. Por outro lado, as baterias de gel contêm chumbo e ácido sulfúrico. Esses dois elementos são tóxicos e perigosos para o meio ambiente se não forem descartados adequadamente. Além disso, essas baterias podem liberar hidrogênio, especialmente se forem sobrecarregadas. Esse gás não é adequado para sua saúde. O teor de chumbo também as torna muito menos ecológicas do que as LiFePO4.
7- Estabilidade da tensão e velocidade de carregamento
A tensão é um aspecto essencial das baterias. Muitos dispositivos exigem uma tensão estável para sua operação. As baterias LiFePO4 oferecem uma tensão excelente e estável durante seu uso. Suponha que você tenha uma bateria LiFePO4 totalmente carregada. Agora você começa a usar essa bateria. Com 100% e 50% de carga, essa bateria fornecerá a mesma tensão.
Não haverá quedas de tensão quando a bateria estiver sendo usada. Por outro lado, as baterias de gel apresentam uma queda significativa de tensão à medida que são descarregadas. Sua saída de tensão diminui constantemente à medida que o estado de carga diminui. Isso as torna inadequadas para dispositivos que exigem uma tensão constante para operar sem um regulador de tensão.
Quando se trata de velocidade de carga, as baterias LiFePO4 ganham de forma decisiva. As baterias de gel são notoriamente lentas para carregar; uma carga completa pode levar de 8 a 12 horas para evitar danos à bateria. As baterias LiFePO4, em comparação, podem ser totalmente carregadas em 1,5 a 3 horas sem risco. Essa é uma grande diferença, o que torna as baterias LiFePO4 ideais para casos de emergência.
8- Custo e aplicações
Há dois tipos de análise de custo quando se trata de comprar as baterias. Esses incluem:
- Custo inicial
- Custo de longo prazo
As baterias LiFePO4 têm um custo inicial mais alto, o que é uma grande desvantagem. Por esse motivo, muitas pessoas consideram essas baterias menos adequadas à primeira vista. No entanto, seu custo a longo prazo é baixo, o que compensa o custo inicial mais alto. Vou explicar como.
As baterias LiFePO4 oferecem mais ciclos de vida e uma vida útil geral. Por esse motivo, elas não exigem substituições regulares. Depois de comprar uma bateria LiFePO4, você não precisará comprá-la novamente por pelo menos 10 anos. Além disso, sua manutenção regular também é baixa, o que reduz sua conservação. As baterias de gel têm um custo inicial menor do que as de LiFePO4.
Entretanto, elas oferecem um ciclo de vida mais baixo e uma vida útil mais curta (normalmente de 4 a 8 anos) em comparação com o LiFePO4. Portanto, você provavelmente terá que substituir uma bateria de gel pelo menos uma vez durante sua vida útil. Esse custo de substituição e manutenção torna as baterias de gel mais caras a longo prazo. Por isso, considero as baterias LiFePO4 uma opção mais econômica.
As baterias de gel são tradicionalmente usadas em aplicações em que é necessário ser à prova de derramamento. Essas baterias têm um excelente design que evita derramamentos. Você verá essas baterias em sistemas de ciclo profundo de veículos recreativos e scooters de mobilidade. Por outro lado, as baterias LiFePO4 são adequadas para uso em gadgets e dispositivos compactos.
Além disso, eles também são usados em sistemas de armazenamento de energia e backups de energia dedicados. Aqui está uma tabela que mostra a comparação em termos de suas aplicações:
| Aplicações das baterias LiFePO4 | Aplicações das baterias de gel |
| Armazenamento de energia solar (residências, empresas) | Configurações solares de pequeno a médio porte |
| Veículos elétricos (carros, bicicletas, scooters, ônibus) | UPS (Uninterruptible Power Supply, fonte de alimentação ininterrupta) |
| Sistemas de energia marítima e para barcos. | Barcos e uso marítimo |
| Energia de reserva para residências e empresas | Energia de reserva para telecomunicações e escritórios |
| Torres de telecomunicações. | Sistemas de segurança e alarmes |
| Equipamentos médicos (dispositivos portáteis) | Cadeiras de rodas e scooters de mobilidade |
Perguntas frequentes
O que é melhor, baterias de gel ou LiFePO4?
Considero o LiFePO4 superior devido à sua melhor vida útil e ao desempenho em altas temperaturas. Além disso, seu tamanho compacto é outro benefício, o que as torna uma opção melhor do que as baterias de gel.
Qual é a vida útil de uma bateria LiFePO4?
As baterias LiFePO4 oferecem mais de 3.000 ciclos de vida. Isso significa que elas podem ser carregadas e usadas 3.000 vezes antes que sua capacidade diminua. Em palavras simples, essas baterias podem durar pelo menos 10 anos.
Posso substituir as baterias de gel por LiFePO4?
Sim, você pode substituir as baterias de gel por baterias LiFePO4. No entanto, você deve considerar os prós e os contras de cada tipo. Além disso, verifique se seu sistema é compatível com baterias LiFePO4.
Conclusão: Qual você deve escolher, baterias LiFePO4 ou de gel?
No artigo anterior, comparei LiFePO4 com baterias de íons de lítio. Minha escolha final foram as baterias LiFePO4 devido às suas muitas características favoráveis.
Acredito firmemente que o LiFePO4 é uma opção melhor do que as baterias de gel. Essas baterias duram mais, têm bom desempenho e oferecem tensão estável durante seu uso. Além disso, as baterias LiFePO4 provam ser econômicas no uso a longo prazo. As baterias de gel só são uma boa opção se você tiver um orçamento muito apertado.
Como eu disse anteriormente, as baterias LiFePO4 têm maior densidade de energia. Assim, os fabricantes mantêm seu tamanho menor e obtêm maior armazenamento de energia. Essa é uma vantagem significativa se você quiser usar uma bateria em espaços apertados. No entanto, você deve analisar seu caso de uso específico antes de escolher qualquer uma dessas duas baterias.