Células de Níquel-Cádmio
As células de níquel-cádmio (NiCd) oferecem alta eficiência e durabilidade, sendo aplicáveis em dispositivos que exigem grandes descargas de corrente, desde pequenos eletrônicos até sistemas de aeronaves. Com eletrodos robustos e tecnologia de recarga confiável, essas células podem suportar inúmeros ciclos de carga e descarga sem degradação significativa dos materiais ativos.
Estrutura e Funcionamento
A construção típica de uma célula de NiCd envolve recipientes de aço perfurados que contêm materiais ativos (hidróxido de níquel e cádmio metálico). Durante a descarga, o eletrodo negativo, originalmente composto de cádmio metálico, é transformado em hidróxido de cádmio, enquanto o eletrodo positivo, de hidróxido de níquel, se transforma em uma forma reduzida de hidróxido. Esse processo é revertido na recarga, quando o cádmio volta ao seu estado metálico. Esse ciclo de transformação eletroquímica permite que a bateria seja reutilizável, mantendo a capacidade de carga.
A construção do eletrodo utiliza sinterização — uma técnica de aquecimento das partículas metálicas até próximo do ponto de fusão, criando uma estrutura densa e resistente. Isso aumenta a durabilidade e a estabilidade das células em ambientes exigentes como aeronaves.
Manutenção e Eficiência
Uma das vantagens das baterias de NiCd é a resistência à deterioração em condições de descarga, ao contrário das baterias de chumbo-ácido que podem sofrer sulfatação quando descarregadas por períodos prolongados. No entanto, as células de NiCd precisam de controle cuidadoso das taxas de carga, especialmente para evitar problemas durante a sobrecarga. Na fase final de carga, a célula gera gases: oxigênio no eletrodo positivo e hidrogênio no negativo. Em células ventiladas, esses gases são liberados no ar; já em células seladas, o projeto é ajustado para que o oxigênio produzido no eletrodo positivo seja absorvido pelo eletrodo negativo, mantendo a célula em equilíbrio químico sem liberar gases externamente.
Para evitar danos, as células devem ser carregadas conforme as especificações, pois altas taxas de carga podem aumentar a pressão interna de oxigênio, levando ao risco de rompimento do selo da célula.
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