Baterias de íon de lítio

Seus fones sem fio, seu celular, seu relógio inteligente, sua instalação de painéis solares ou seu carro elétrico não teriam sido possíveis duas décadas atrás. Esta revolução ocorreu graças, entre outros fatores, às baterias de íon de lítio. Sua capacidade de armazenar mais energia em menos espaço e sua versatilidade impulsionaram a eletrificação de diversos setores, fazendo com que sejam uma tecnologia essencial para o armazenamento de energia. Sua evolução será fundamental para consolidar um modelo energético limpo e sustentável, baseado em uma maior integração das energias renováveis, do armazenamento de energia e da descarbonização. 

Além dessa evolução tecnológica, é importante comentar sobre a redução de seus custos. O preço dos conjuntos de baterias de íon-lítio diminuiu 93% desde 2010 e atingiu, em 2025, um mínimo histórico de 108 dólares por kWh, segundo a BloombergNEF.Link externo, abra em uma nova aba.  Somente entre 2024 e 2025, o preço médio caiu em 8%.Link externo, abra em uma nova aba.  Essa tendência favoreceu a expansão da mobilidade elétrica e, principalmente, do armazenamento de energia: os conjuntos destinados ao armazenamento estacionário (sistemas fixos para captar, armazenar e injetar eletricidade na rede) atingiram, em 2025, 70 dólares por kWh, 45% a menos que no ano anterior.

Assim, a redução de custos, aliada aos avanços tecnológicos, está contribuindo para tornar as baterias mais competitivas e facilitar uma maior integração das energias renováveis.

O que é uma bateria de íon de lítio?

Seu desenvolvimento foi fruto de décadas de pesquisa. Em 1985, Akira Yoshino desenvolveu um primeiro protótipo com base em pesquisas anteriores, enquanto a Sony comercializou a primeira bateria de íons de lítio em 1991. Desde então, a tecnologia evoluiu com novos materiais e projetos destinados a melhorar sua densidade energética, desempenho, custo e segurança.

Una tecnología clave para el almacenamiento de energía

A capacidade das baterias de íon de lítio de armazenar uma grande quantidade de energia em um espaço reduzido, bem como sua eficiência e rapidez de resposta, faz com que sejam uma tecnologia especialmente adequada para o armazenamento de energia. Elas podem acumular eletricidade quando há maior produção, por exemplo, de energia solar ou eólica, liberando essa energia posteriormente quando for necessário.

Dessa forma, elas contribuem para gerenciar a variabilidade da geração renovável e adaptar a disponibilidade de eletricidade às necessidades do sistema.

A carga das baterias de íon de lítio. Funcionamento e características

As de íon de lítio são compostas pelas seguintes partes: um eletrodo negativo ou ânodo de onde saem os elétrons e um eletrodo positivo ou cátodo que os recebe. Quando a bateria é ligada, os íons de lítio se movem do ânodo para o cátodo através de um eletrólito, dando lugar à diferença de potencial que produz a corrente. Quando a bateria é carregada, os íons de lítio retornam ao ânodo.

As baterias, por sua vez, são compostas por uma ou várias células e, dependendo de seu uso final, existem diferentes tipos: as células cilíndricas, usadas na maioria de veículos elétricos, consistem em lâminas de diferentes componentes que se enrolam até formarem um cilindro, enquanto as células planas, como as dos celulares e computadores portáteis, utilizam um polímero de íons de lítio na forma de lâminas empilhadas.

Além disso, as baterias de íon de lítio incorporam outros elementos que melhoram seu desempenho e segurança: um sensor de temperatura, um circuito regulador de tensão e um monitor do estado de carga. Esses componentes controlam a carga e o fluxo de corrente, registram a última capacidade alcançada na carga completa e controlam a temperatura, que pode afetar negativamente a vida da bateria.

 VER INFOGRÁFICO: Conselhos para prolongar a vida útil das baterias de íon de lítio [PDF]

Quais são os benefícios e os desafios das baterias de íons de lítio?

Em comparação com a tecnologia tradicional de baterias recarregáveis de hidreto de níquel ou níquel-cádmio, as baterias de íon de lítio apresentam uma combinação de características que tem favorecido sua expansão em relação a outras tecnologias recarregáveis.

Desvantagens das baterias de íon de lítio

Como qualquer tecnologia de armazenamento, as baterias de íon de lítio apresentam desafios relacionados à segurança, à durabilidade e ao uso de matérias-primas. Alguns deles são:

• Segurança e sistemas de proteção. Para garantir um funcionamento seguro, elas devem incorporar sistemas de gerenciamento e proteção que controlem parâmetros como temperatura, carga e descarga e evitem situações que possam danificar as células.

• Disponibilidade e extração de matérias-primas. A obtenção de materiais como lítio, níquel, cobalto ou manganês também apresenta desafios relacionados ao abastecimento e ao impacto associado à sua extração. A evolução tecnológica busca reduzir o uso de determinados materiais e diversificar as cadeias de abastecimento.

• Degradação por uso. Depende de fatores como o número de ciclos, a temperatura e as condições de operação. Por isso, o gerenciamento adequado das baterias e o prolongamento de sua vida útil são elementos importantes para melhorar sua sustentabilidade.

• Reciclagem e reutilização. Quando uma bateria deixa de oferecer o desempenho necessário para sua aplicação original, seus componentes ainda podem ter valor e, em certos casos, a bateria pode ganhar uma segunda vida em aplicações menos exigentes. Ao chegar ao fim de sua vida útil, os processos de reciclagem permitem recuperar materiais e reduzir a necessidade de extrair novas matérias-primas.

Qual é a relação entre as baterias de íon-lítio e os sistemas BESS?

As baterias de íon-lítio não são utilizadas apenas em dispositivos individuais, como aparelhos eletrônicos ou veículos elétricos. Elas também podem ser agrupadas em instalações de maior capacidade para armazenar eletricidade e disponibilizá-la ao sistema quando necessário. Esses sistemas são conhecidos como BESS, sigla para Battery Energy Storage System, ou sistema de armazenamento de energia em baterias.

Um BESS combina as baterias com outros elementos necessários para gerenciar a energia armazenada, como sistemas de conversão e controle, equipamentos de proteção, sensores e software de gerenciamento. Sua função é receber eletricidade, armazená-la e devolvê-la posteriormente no momento adequado, adaptando seu funcionamento às necessidades da instalação ou do sistema elétrico.

Nesse tipo de instalação, as baterias de íon de lítio são atualmente uma das tecnologias mais utilizadas para responder rapidamente às variações na demanda ou na geração de energia elétrica.

Segunda vida e reciclagem das baterias de íon de lítio

O fim da primeira vida útil de uma bateria não implica necessariamente o fim de sua utilidade. Algumas baterias que já não oferecem o desempenho necessário para aplicações como a mobilidade elétrica podem ser reutilizadas em sistemas de armazenamento estacionário, onde as exigências de potência e densidade energética podem ser diferentes.

Quando uma bateria chega ao fim de sua vida útil, a reciclagem permite recuperar parte dos materiais que ela contém, como lítio, níquel, cobalto ou manganês, dependendo de sua composição. Esses materiais podem ser reintegrados às cadeias de produção, reduzindo a necessidade de utilizar matérias-primas novas.

A combinação de uma primeira vida útil prolongada, a reutilização sempre que possível e a reciclagem no fim da vida útil contribui para aproveitar melhor os recursos e avançar na implementação de um modelo mais circular para as baterias.

O futuro das baterias e do armazenamento

O futuro do armazenamento de energia passa pelo aprimoramento das baterias atuais e pelo desenvolvimento de novas tecnologias capazes de atender a diferentes necessidades de capacidade, duração, custo e segurança. Algumas das principais linhas de evolução são:

• Novas gerações de baterias de íon de lítio: novos materiais, como o silício, buscam aumentar a densidade energética e prolongar a vida útil.
• Baterias de estado sólido: utilizam eletrólitos sólidos em vez de eletrólitos líquidos ou em gel. Reduzem os riscos de explosão e incêndio e ocupam menos espaço, pois não necessitam de tantos componentes relacionados à segurança.
• Baterias de íon de sódio: utilizam materiais mais abundantes e representam uma alternativa promissora para determinadas aplicações de armazenamento.
• Novas tecnologias: as baterias de fluxo e metal-ar, entre outras, exploram diferentes soluções para armazenar energia por períodos mais prolongados.
• Baterias mais inteligentes: a digitalização e os sistemas avançados de gerenciamento permitem otimizar seu funcionamento, eficiência e vida útil.
• Reutilização e reciclagem: recuperar materiais e dar uma segunda vida às baterias será fundamental para aproveitar melhor os recursos e avançar em direção a uma economia circular.
• Armazenamento de longa duração: tecnologias como o bombeamento hidrelétrico, o armazenamento térmico ou o hidrogênio podem complementar as baterias quando é necessário armazenar energia por mais tempo.

A Iberdrola e o impulso ao armazenamento de energia

O armazenamento de energia é uma peça-chave na estratégia da Iberdrola para avançar rumo a um sistema elétrico mais flexível e com maior integração de energias renováveis. Promovemos diferentes soluções para armazenar energia e adaptar sua disponibilidade às necessidades do sistema, como o armazenamento hidrelétrico reversível (por bombeamento).

Nesse contexto, as baterias permitem responder rapidamente às variações na geração e na demanda e complementar outras soluções de armazenamento, enquanto a digitalização e a gestão inteligente das redes ajudam a otimizar quando e como utilizar a energia armazenada. A combinação de tecnologias permite adaptar as soluções de armazenamento às características de cada projeto e avançar rumo a um sistema energético mais flexível, eficiente e preparado para integrar uma maior quantidade de energias renováveis.