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Qual é a diferença entre pilha e bateria?

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Muitos dos equipamentos eletrônicos modernos dependem de pilhas ou baterias para funcionar. Essas células de energia, que datam do século XIX, têm o mesmo propósito e um funcionamento similar, mas possuem características específicas que as diferenciam, além de uma variedade de tipos com composições variadas, cada uma com seus próprios prós e contras.

Pilha vs. Bateria: qual a diferença?

Através de uma reação química conhecida como oxirredução, as pilhas geram a corrente elétrica, movimentação dos elétrons dos átomos que entrega energia aos dispositivos eletrônicos. Para isso, há um ânodo (polo negativo) que sofre oxidação, transferindo os elétrons para o cátodo (polo positivo), que sofre a redução. Uma solução química que permita o trânsito da corrente elétrica também é necessária, conhecida por eletrólito, ou ainda ponte salina.

A primeira pilha conhecida foi desenvolvida pelo físico e químico italiano Alessandro Volta, no ano de 1800. Chamado pilha voltaica, em homenagem ao cientista, o componente contava com múltiplos discos de zinco e cobre intercalados, separados por algodão embebido em salmoura, uma solução de sal e água. O método foi aperfeiçoado em 1836 pelo químico inglês John Frederic Daniell, que conseguiu criar uma corrente elétrica contínua com sua própria pilha.

A pilha comum, também conhecida como pilha de Leclanché, utiliza zinco como polo negativo, uma barra de grafite como polo positivo e uma pasta de pó de carvão e outros componentes como eletrólito (Imagem: Paginazero/Wikimedia Commons)
A pilha comum, também conhecida como pilha de Leclanché, utiliza zinco como polo negativo, uma barra de grafite como polo positivo e uma pasta de pó de carvão e outros componentes como eletrólito (Imagem: Paginazero/Wikimedia Commons)

Os avanços científicos levaram ao desenvolvimento de pilhas menores e mais eficientes, até o surgimento da chamada "pilha seca", desenvolvida pelo cientista alemão Carl Gassner, que substituiu os eletrólitos líquidos por uma pasta sólida, método muito similar ao de pilhas comuns modernas, também conhecidas como pilhas de Leclanché.

Essas, por sua vez, foram desenvolvidas pelo químico francês George Leclanché e contam com envoltório de zinco, que funciona como o polo negativo, uma barra de grafite, que atua como o polo positivo, além de uma pasta de componentes como pó de carvão e cloreto de amônio, para agir como o eletrólito.

As baterias são basicamente pilhas ligadas em série, aumentando a capacidade sem afetar a corrente elétrica, e contam com composição e funcionamento idênticos aos das pilhas (Imagem: David Ballew/Unsplash)
As baterias são basicamente pilhas ligadas em série, aumentando a capacidade sem afetar a corrente elétrica, e contam com composição e funcionamento idênticos aos das pilhas (Imagem: David Ballew/Unsplash)

Diferente do que o nome possa indicar, as baterias são basicamente um conjunto de pilhas ligadas em série, ou seja, em sequência. De maneira bastante resumida, isso faz com que a célula de energia tenha mais capacidade sem afetar a corrente elétrica, já que há apenas um caminho para que os elétrons transitem. Ainda assim, o funcionamento e a composição das baterias é o mesmo das pilhas.

Quais são os tipos de pilha?

Além da pilha comum, existem diversos outros tipos de pilhas e baterias que utilizam compostos químicos diferentes, que não apenas possibilitaram o desenvolvimento de células de energia com maior durabilidade, como ainda possuem como diferencial a capacidade de serem recarregáveis, revertendo o processo químico de oxirredução com a aplicação de eletricidade vinda das tomadas. Algumas das principais são as seguintes:

Pilha alcalina

Desenvolvida pelo cientista sueco Waldemar Jungner em 1899, a bateria de níquel-cádmio, ou pilha alcalina, emprega uma placa de cádmio como polo negativo e uma placa coberta por hidróxido de níquel como polo positivo, ambas inseridas em um mesmo recipiente. O eletrólito desse modelo é o hidróxido de potássio, uma solução alcalina (mistura de uma base sólida dissolvida em água), de onde o nome dessa célula de energia é retirado.

Conhecida pelo efeito memória, a pilha alcalina é assim chamada por utilizar um eletrólito composto de uma solução química alcalina (Imagem: kostkarubika005/Pixabay)
Conhecida pelo efeito memória, a pilha alcalina é assim chamada por utilizar um eletrólito composto de uma solução química alcalina (Imagem: kostkarubika005/Pixabay)

A pilha alcalina ainda é bastante comum, possui versões recarregáveis e não recarregáveis, e foi muito utilizada nos celulares mais antigos no formato de bateria, ficando conhecida por uma característica curiosa — o efeito memória. Quando não eram descarregadas por completo antes de serem recarregadas, essas baterias ficavam "viciadas", perdendo parte da capacidade no ciclo de recarga seguinte.

Pilha de íons de lítio

Projetada pelo químico norte-americano Manly Stanley Whittingham na década de 1970, as pilhas e baterias de íons de lítio, ou Li-ion, são as mais utilizadas atualmente em dispositivos eletrônicos, incluindo smartphones, notebooks, tablets e outros aparelhos.

Amplamente utilizada em eletrônicos modernos, as pilhas de íons de lítio são mais duráveis e recarregáveis (Imagem: Retired Electrician/Wikimedia Commons)
Amplamente utilizada em eletrônicos modernos, as pilhas de íons de lítio são mais duráveis e recarregáveis (Imagem: Retired Electrician/Wikimedia Commons)

Relativamente caro, esse modelo utiliza como polo negativo uma placa de alumínio com óxido de cobalto e lítio depositados, uma placa de cobre com carbeto de lítio como polo positivo, e uma folha de plástico poroso embebido por uma solução de sais de lítio como eletrólito.

Pilha de polímeros de lítio

Resultado dos estudos realizados sobre as pilhas de íons de lítio, as pilhas de polímero de lítio, ou Li-Po, foram desenvolvidas pelo químico francês Michel Armand em 1978.

Como o nome sugere, essa solução é muito similar à de Li-ion, mas substitui o eletrólito de plástico poroso por uma folha de polímero que atrai os íons de lítio, o que a torna mais segura, mas também mais cara. As baterias de Li-Po são comuns em carros elétricos, aviões de aeromodelismo, notebooks e também já apareceram em alguns smartphones.

Bateria de chumbo

Criação do físico francês Raymond Gaston Planté, em 1859, as baterias de chumbo são diferenciadas por serem baratas de se fabricar, suportar mudanças intensas de temperatura e apresentar alta resistência, passando por ciclos constantes de cargas e descargas.

Mais resistente a altas temperaturas e ciclos constantes de recarga, a bateria de chumbo é comum em veículos e sistemas de iluminação de emergência (Imagem: W.S/Wikimedia Commons)
Mais resistente a altas temperaturas e ciclos constantes de recarga, a bateria de chumbo é comum em veículos e sistemas de iluminação de emergência (Imagem: W.S/Wikimedia Commons)

Esse modelo combina placas de chumbo e óxido de chumbo como polos positivo e negativo, com uma solução aquosa de ácido sulfúrico como eletrólito. São bastante pesadas, e assim sua aplicação é restrita a objetos de grande porte, incluindo automóveis, para dar a partida, nobreaks e sistemas robustos de iluminação de emergência.

Fonte: Canaltech

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