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Baterias de lítio — Estamos brincando com fogo?

Criadas para atender um mercado cada vez mais sedento por energia, a tecnologia de baterias de lítio já operam no seu limite. Falamos com o pessoal da UL para entender esses riscos.

No fim do mês passado fomos convidados pela UL para participar de um workshop sobre segurança de baterias de lítio, um assunto por sinal tratado com uma certa pirotecnia (no sentido mais exato da palavra) pela mídia…

… e isso sem falar na nossa cultura cibernética onde detonar uma bateria das maneiras mais esdrúxulas possíveis parece que virou uma traquinagem tão popular quanto brincar com bombinhas em junho:

Dai surge a dúvida — será que as baterias de lítio são tão perigosas assim? — Corremos o risco de acabar ardendo em chamas mesmo sem ter que ir para o inferno?

Para falar sobre isso, conversamos com José Antônio de Souza Júnior, consultor de segurança e engenheiro sênior de projetos da UL do Brasil que nos apresentou um interessante ponto de vista que diz que — apesar de seguras — as atuais baterias recarregáveis são de um certo modo, um reflexo da nossa própria sociedade de consumo que sempre deseja ter mais, e de preferência pagando menos — e é ai que mora o perigo.

Segundo Júnior, em um mundo cada vez mais interconectado como o nosso, fica cada vez mais difícil para uma empresa tomar as decisões certas e encontrar o caminho correto para manter a força da sua marca e o seu negócio sustentável.

De fato, essa complexidade também atinge o consumidor que, exposto todos os dias a uma imensa avalanche de informações, torna-o cada vez mais ansioso em relação aos seus desejos de compra.

Por exemplo, se no passado na hora de comprar um carro as pessoas iam para a concessionária e ouviam o papo do vendedor — que ele poderia acreditar ou não diga-se de passagem — nos dias de hoje elas vão para a internet à procura de informações mais detalhadas, opiniões de usuários e até mesmo reviews de especialistas.

Isso faz com que consumidor esteja cada vez mais bem informado ao mesmo tempo que exige por parte das empresas um maior cuidado na hora de oferecer a melhor relação de custo x benefício de seus produtos, sem que ninguém saia “queimado” nesse processo. >;-)

Dai o grande desafio é conciliar essa complexidade do mercado de negócios com a demanda dos usuários — e para a UL a solução está nas relações de confiança entre as partes, ou seja, a credibiliade (ou até mesmo a paixão) do consumidor por uma marca é que poderá fazer a diferença para um negócio neste mundo cada vez mais complicado:

A empresa com nome de fruta que o diga!

E é ai que entra o papel da UL nesse contexto, trabalhando com as empresas de todo mundo para ajudar a desenvolver produtos e serviços seguros e confiáveis, aumentando assim a preferência do consumidor pela marca.

ztop in a box:

Para quem não conhece ou nunca prestou atenção, a UL (Underwriters Laboratories) é uma empresa de consultoria e certificação fundada em 1894 por William Henry Merrill em Chicago e que publicou a primeira norma de portas corta-fogo em 1903. Mas ela é mais conhecida pelo público em geral pelo seu selo de conformidade de segurança presente nos eletroeletrônicos de consumo comercializados no mercado americano:

Isso porque no início da era da eletrificação a UL começou a trabalhar com a segurança de produtos como luzes de Natal (1905) e, a partir de então, se estabeleceu como uma pioneira em novas tecnologias, participamos do processo de ensaio dos primeiros rádios, TVs, máquinas de lavar etc. produtos que de um certo modo ajudaram a mudar a vida das pessoas em todo o mundo.

Hoje a empresa atua até no segmento de produtos e serviços de software, em especial no que se refere a segurança de transações financeiras pela rede, tanto na área comercial quanto bancária.

Fora isso a empresa também atende outras áreas sendo que no Brasil a empresa conta com um laboratório de testes localizado na cidade de Porto Alegre RS e éstá acreditada como Organismo de Certificação de Produtos (OCP) pela CGCRE (Coordenação Geral de Acreditação do Inmetro) sob o número OCP0029.

Isso significa que mesmo sem o seu selinho a UL pode ajudar outras empresas e entidades na hora de certificar seus produtos e a até protegê-las já que ela também pode identificar produtos falsos, combatendo assim produtos piratas.

Curiosamente, por uma questão de princípios, ela não atende é a indústria de bebidas alcoólicas, nem de tabaco o que vai de encontro com a missão da empresa que é “Working for a safer word“.

Mais informações aqui.

Mas voltando ao que interessa, Júnior explica que dos seus 123 anos de história, em mais de 30 deles a empresa se dedica ao estudo e desenvolvimento de competências com o objetivo ajudar a indústria a aumentar a qualidade e segurança das baterias recarregáveis, tendo o reconhecimento de entidades e associações como as Nações Unidas, IATA, IEC e CTIA.

Tecnicamente falando, uma bateria de íons de lítio é formada por uma ou mais células montadas em série ou em paralelo, sendo que cada uma delas é formada por dois eletrodos ou placas positiva (cátodo) e negativa (ânodo) separadas fisicamente por um fino separador (~18 nanômetros) feito de um material isolante elétrico mas que permite a passagem de partículas (condutor iônico), tudo mergulhado ou envolvido por um meio condutor (ou eletrólito). A energia elétrica em si é armazenada por meio de reações eletroquímicas de oxidação (perda de elétrons) e de redução (ganho de elétrons).

A grande sacada dessa tecnologia é que os materiais ativos de ambos os eletrodos possuem compostos com propriedades de intercalação, ou seja, possibilitam inserir e extrair íons de lítio de modo reversível entre os dois eletrodos, com a concomitante remoção e adição de elétrons pelo circuito externo da bateria.

Assim, durante o processo de carga da célula os eletrodos são conectados externamente numa fonte de energia, o que faz com que os elétrons sejam forçados a sair polo positivo e entrar pelo negativo. Isso faz com que os íons de lítio se movimentem internamente na mesma direção do cátodo para o ânodo, passando pelo separador. Isso faz com que a energia externa fique eletroquimicamente armazenada na forma de energia química no ânodo e no cátodo com diferentes potências.

Já no processo de descarga o processo é o contrário — ou seja — os elétrons se movem externamente do polo negativo para o positivo por meio de uma carga, o que faz com que os íons de lítio que estão no ânodo movam-se de volta para o cátodo, num processo de vai e vem que pode se repetir por diversas vezes (ou ciclos) durante toda a vida útil da bateria.

Para mostrar a evolução dessa tecnologia o executivo da UL apresentou o gráfico abaixo que mostra o aumento da relação de densidade (Wh/L) x potência (Wh/kg) de energia de cada uma delas…


… o que mostra que as tecnologias de íons de lítio e polímero de lítio estão no topo dessa escala, apresentando as melhores características em termos de maior autonomia, menor volume e nenhum efeito memória.

Note que a bateria de Li Metal (que traz a promessa de ser uma bateria de “estado sólido” ainda mais potente) ainda está em desenvolvimento e não é considerada segura, de modo que Júnior não acredita que ela só chegue ao mercado nos próximos dez anos.

Essas qualidades positivas fez com que a bateria de íons de lítio fosse amplamente adotada pela indústria e a demanda tende ser ainda maior num futuro próximo a medida que os carros híbridos (HEV) e elétricos (EV) se tornem cada vez mais populares. Só para se ter uma idéia, a bateria de um carro típico da Tesla tem em média 7.104 células.

No que se refere ao faturamento deste mercado, estamos falando de um salto de quatro vezes entre 2008 até 2018 com chance de chegar a cinco a seis vezes até o fim da década:

Mas como tudo na vida são flores, o ponto negativo dessa tecnologia é que o lítio é um material altamente reativo, apesar de que ele é bastante seguro de fabricado e operado de maneira correta.

Isso porque ela conta com diversos sistemas e mecanismos de proteção internos (e até externos) que regulam/protegem o circuito de surtos de corrente, controladores de pressão e até uma câmera de alívio/escape de gases, etc.

De fato, no caso de excesso de temperatura até o material isolante ou separador é capaz de fundir, inibindo assim a passagem de íons e, consequentemente, a geração de corrente.

Assim o grande dilema que vivemos nos dias de hoje é que a demanda por baterias cada vez menores, com mais potência e até mais baratas, faz primeiro com que elas trabalhem no seu limite da tecnologia.

Em segundo lugar, some-se isso as demandas do mercado e até o desejo dos consumidores por baterias cada vez mais potentes – vide o exemplo do Zenfone 3 Max (4.000 mAh) ou do Moto E4 Plus (5.000 mAh) – faz com que alguns fabricantes se arrisquem a queimar etapas e liberar produtos equipados com baterias que podem não ter sido testadas e certificadas como 100% seguras.

E fazer isso num mundo complexo como o nosso pode ser um grande risco para todos já que — como já foi dito no início desse post — é ai que mora o perigo:

Júnior explica que apesar dessa tecnologia ser segura — algo como uma falha em dez milhões — ela está sendo extensivamente usada das maneiras mais diferentes possíveis, de modo que qualquer acidente eventual de superaquecimento ou até mesmo um curto-circuito pode levar a geração de fumaça, fogo, explosão e até um viral sensacionalista na internet, o que é relevante em especial para a reputação da marca.

Talvez o exemplo mais claro — para não dizer pirotécnico — desses últimos tempos seja o fiasco do Galaxy Note 7 que abalou por um tempo a reputação da Samsung. E para citar um exemplo local, em 2014 também houve um recall dos notebooks Premium XS da Positivo.

O executivo da UL também ressalta que alguns consumidores também tem sua parcela de culpa no cartório, já que muitos optam por consumir produtos de origem indefinida, como aquele powerbank com dezenas de milhares de mAh que comprou no camelô da esquina pagando uma merreca ou aquele carregador original (pero no mucho):

E como está o Brasil nesse contexto? Ele explicou que fora os requisitos internacionais como os da IATA, só existe uma resolução que atinge as baterias de íons de lítio e carregadores de celulares que devem seguir a resolução no. 481/2007 da Anatel. Outros produtos como baterias para tablets, power banks, etc. ainda não são regulamentadas por aqui.

Fato é que a UL não tem força para impor uma norma mas está pronta para ajudar a desenvolver uma norma geral ou mesmo específica para atender o nosso mercado de modo que ela empenhada em levantar essa bola para o mercado, já que ela acredita que a única maneira do consumidor se proteger dos riscos das baterias de lítio e de exigir a existência de selos de qualidade nos seus produtos que garantam que o mesmo tem boa procedência e que são seguros:

Fora isso, do lado do consumidor final, a empresa também oferece algumas dicas para não estressar demais as suas baterias, algumas meio óbvias, outras nem tanto:

Legal né?

Desde o século passado Mario Nagano analisa produtos e já escreveu sobre hardware e tecnologia para veículos como PC Magazine, IDGNow!, Veja e PC World. Em 2007 ele fundou o Zumo junto com o Henrique assumindo o cargo de Segundo em Comando, Editor de Testes e Consigliere.

  • evefavretto

    jota.pm/mesa

  • evefavretto

    Mas falando sério, acho que estão enganados sobre baterias de tablets e powerbanks não precisarem passar pela Anatel, já vi um monte passar por lá. Ou os fabricantes/importadores estão passando só pra garantir, é possível também.

    • Mario Nagano

      Sim, é vero.

      Pode ser que alguns fabricantes estejam se garantindo, apesar de que a tal resolução 481 fala especificamente de baterias de celular e carregadores (que também podem ser usados em tablets diga-se de passagem).

      O que o pessoal da UL afirma é que não existe uma norma específica para esses baterias de tablets e powerbanks.

  • e se não for o lítio? o que nos resta?