Bateria de lítio de níquel cobalto manganês (NCM)
A energia específica teórica das baterias NCM foi significativamente melhorada em aplicações práticas. Em comparação com as baterias de óxido de cobalto e lítio, as baterias NCM podem fornecer melhor capacidade. No entanto, em termos de materiais, as baterias NCM usam óxidos de níquel-cobalto-manganês e eletrólitos orgânicos, que não resolvem fundamentalmente as questões de segurança. Se ocorrer um curto-circuito, poderá gerar corrente excessiva, levando a potenciais riscos de segurança.
Bateria de fosfato de ferro e lítio (LFP)
A capacidade teórica é de 170 mAh/g, enquanto a capacidade prática alcançável é de cerca de 160 mAh/g. Em termos de segurança, as baterias LFP apresentam alta estabilidade térmica e baixa atividade de oxidação eletrolítica, resultando em desempenho de segurança superior. No entanto, suas desvantagens incluem baixa condutividade elétrica, maior volume, maior consumo de eletrólitos e consistência celular relativamente pior devido à alta capacidade.
Bateria de óxido de cobalto de lítio (LCO)
Uma característica fundamental da sua estrutura é que mesmo quando totalmente carregado, uma quantidade considerável de íons de lítio permanece no cátodo. Isto significa que o ânodo não pode acomodar mais íons de lítio migrando do cátodo. Sob condições de sobrecarga, o excesso de íons de lítio continua a se mover em direção ao ânodo, onde não podem ser totalmente intercalados e, em vez disso, formam o lítio metálico. Este lítio metálico tende a crescer em estruturas dendríticas, conhecidas como dendritos de lítio. Uma vez formados, os dendritos podem perfurar o separador, causando curtos-circuitos internos. Além disso, os principais componentes do eletrólito são os carbonatos, que apresentam baixos pontos de fulgor e pontos de ebulição, o que os torna propensos à combustão ou mesmo explosão em temperaturas elevadas. O controle da formação de dendritos é relativamente mais fácil em baterias de pequena-capacidade, e é por isso que as baterias LCO são usadas principalmente em dispositivos eletrônicos portáteis e não são adequadas para aplicações de bateria de energia.
Bateria de óxido de manganês de lítio (LMO)
As baterias de óxido de lítio-manganês têm certas vantagens. Num estado totalmente carregado, os iões de lítio no cátodo podem ser completamente intercalados na estrutura de carbono do ânodo, ao contrário das baterias LCO, onde algum lítio permanece no cátodo. Isto teoricamente impede a formação de dendritos. No entanto, na prática, fortes forças externas ou baixa qualidade de fabricação ainda podem causar movimento rápido de íons de lítio durante os ciclos de carga e descarga. Se o ânodo não puder acomodar íons de lítio a tempo, ainda poderão se formar dendritos. Evitar isso depende de rigorosos controles de qualidade e testes durante a fabricação. Em geral, é improvável que baterias LMO qualificadas sofram incidentes de segurança. Sua estrutura estável também resulta em atividade de oxidação muito menor em comparação ao LCO e, mesmo no caso de curtos-circuitos externos, o risco de revestimento de lítio, combustão ou explosão é significativamente reduzido.
