O que são pilhas alcalinas, de que são feitas?

A tecnologia moderna trouxe-nos uma gama abundante de dispositivos, todos eles dependentes de um fornecimento contínuo de eletricidade para funcionarem. Para responder a esta procura, as pilhas pequenas tornaram-se componentes essenciais em muitos casos.

Entre os tipos mais populares de pilhas recarregáveis encontram-se as fontes de corrente alcalinas. No entanto, não são muitas as pessoas que conhecem as suas origens, características-chave e características únicas.

História das pilhas alcalinas

A primeira pilha alcalina fez a sua estreia no início do século XX, cortesia de dois inventores americanos – Thomas Edison e Woldemar Janger.

A Duracell tornou-se o principal fornecedor de fontes de energia alcalina no mercado de produtos eléctricos. Este aumento de proeminência coincidiu com o rápido desenvolvimento e popularidade dos dispositivos de rádio portáteis no início do século XX, daí a elevada procura de pilhas compactas.

Graças ao seu pequeno tamanho, design selado e impressionante capacidade de energia, as pilhas alcalinas destacaram-se no cumprimento do objetivo pretendido quando comparadas com outras fontes de energia.

As pilhas alcalinas estabeleceram-se como uma fonte de energia fiável e constante, assegurando a sua popularidade contínua.

Informações adicionais. As pilhas alcalinas são também conhecidas por pilhas alcalinas.

Composição e design de uma pilha alcalina

Para compreender o funcionamento do dispositivo, é necessário conhecer a conceção atual da sua fonte. Essencialmente, a geração de corrente eléctrica neste dispositivo envolve a utilização de um ânodo e de um cátodo. O cátodo é composto por vários componentes:

• dióxido de manganésio;
• agentes aglutinantes especialmente formulados;
• negro de fumo acetilénico ou grafite;
• uma solução alcalina que contém hidróxido de potássio.

Em alguns casos, podem ser utilizadas soluções de sódio ou lítio em vez de hidróxido de potássio. Além disso, são incorporadas substâncias naturais ou sintéticas específicas nos electrólitos para aumentar a sua espessura.

O ânodo é construído com zinco revestido com um material resistente à corrosão. No passado, eram utilizadas substâncias como o mercúrio ou o chumbo para este efeito. No entanto, as pilhas modernas contêm atualmente materiais menos nocivos, como o alumínio.

A conceção das pilhas alcalinas é semelhante à das pilhas de sal, sendo a principal diferença a colocação dos elementos:

1. Nas pilhas alcalinas, todo o interior é preenchido com uma pasta de zinco, sob a forma de pó. Isto permite uma maior área de superfície para interação entre as células, resultando numa maior capacidade de energia em comparação com as pilhas de sal.
2. O zinco é misturado com uma composição especial, que o torna mais espesso e produz uma carga negativa. A remoção desta carga é efectuada através de uma barra de latão.
3. O dióxido de manganésio é combinado com fuligem de acetileno ou outro componente de carbono. É separado do ânodo através de um separador.
4. Uma carga positiva é emitida através de um copo de aço revestido a níquel.
5. Para evitar potenciais curto-circuitos, o invólucro é isolado do ânodo.
6. Uma placa de aço é usada para descarregar a carga negativa.
7. A construção inclui uma junta para eliminar os gases produzidos durante a reação química. É importante notar que são produzidos menos gases em comparação com as pilhas de sal.
8. A câmara de gás e o diafragma desempenham um papel crucial na segurança. Evitam a explosão através da recolha dos gases gerados. Se a pressão exceder os limites de segurança, o diafragma rompe-se, provocando a fuga do eletrólito.

Características das pilhas alcalinas

As principais características das pilhas alcalinas são

1. Capacidade de carregamento. Pode variar de 1500 a 3000 mA⋅h, dependendo do tipo.
2. Tensão. Estas células de energia podem gerar uma tensão que varia entre 1.5 a 9 V.

Estes são os principais parâmetros a serem considerados antes de fazer uma compra.

Além disso, as pilhas alcalinas podem funcionar em diferentes condições climatéricas. A faixa de temperatura permitida para operação e armazenamento é de -20 a +50 graus Celsius. Os produtos de alguns fabricantes podem até funcionar de forma fiável em condições mais extremas.

Tipos de pilhas

Os utilizadores inexperientes têm frequentemente dificuldade em compreender os vários tamanhos, marcas e classificações das pilhas. O processo de seleção é ainda mais complicado pelo facto de diferentes países utilizarem diferentes sistemas de etiquetagem e de existirem baterias disponíveis de vários fabricantes na Europa, Ásia, América do Norte e Rússia.

A primeira coisa que chama a atenção quando se compram pilhas é a forma do produto. Existem várias opções disponíveis:

1. Cilíndricos: Entre eles estão os "AA", "AAA", e "C" pilhas. Têm a forma de um cilindro normal e existem em diferentes tamanhos, consoante o tipo específico de pilha.
2. Planas: vulgarmente designadas por "botão" ou "moeda" pilhas, que se assemelham a discos achatados de diferentes tamanhos.

Nos Estados Unidos, surgiu também uma designação por letras que é amplamente utilizada em muitos outros países:

1. AAA. "Dedos pequenos." O tamanho do pequeno objeto é de 44.5 mm de altura e 10.5 mm de largura.
2. AA. "Dedo". As dimensões do produto são 50.5 mm de altura e 14.5 mm de largura.
3. C. "Relógio ou "tablet". Refere-se a uma fonte de corrente de tamanho médio, medindo 50×26.5 mm.
4. D. Uma "pastilha" grande com as dimensões de 61.5×34.2 mm.
5. 1604D. É vulgarmente conhecido por "coroa". As suas dimensões são 67x26x22 mm.

As dimensões podem variar ligeiramente em relação às dimensões normais em alguns milímetros. Isto deve-se ao facto de alguns fabricantes envolverem as fontes de corrente numa cápsula adicional, que proporciona proteção contra a humidade ou melhora as suas propriedades à prova de choque.

Vantagens e desvantagens das pilhas alcalinas

Tal como qualquer outro dispositivo eletrónico, as pilhas alcalinas têm as suas próprias vantagens e desvantagens.

As vantagens incluem:

• Têm uma capacidade energética superior às fontes de corrente salina;
• Podem ser utilizadas numa grande variedade de aparelhos;
• Existe um risco reduzido de deformação ou de fuga de electrólitos;
• São geralmente mais baratos;
• Estão disponíveis em diferentes tamanhos;
• Têm uma baixa taxa de auto-descarga;
• Têm uma longa vida útil, tanto para utilização como para armazenamento.

No entanto, existem também algumas desvantagens na utilização de pilhas alcalinas:

• Podem ser caras;
• Requerem uma eliminação correcta;
• Têm tendência para se auto-descarregarem com o tempo.

Âmbito de utilização

Na nossa vida quotidiana, estamos constantemente rodeados por uma vasta gama de dispositivos que dependem de uma fonte de energia para funcionar. As pilhas alcalinas, por exemplo, encontram-se habitualmente nos seguintes tipos de aparelhos:

• Vários tipos de relógios;
• Balanças de cozinha;
• Brinquedos para crianças;
• Diversos dispositivos médicos, como monitores de tensão arterial ou termómetros;
• Dispositivos médicos: cadeiras de rodas eléctricas, sensores diversos, aparelhos auditivos;
• Altifalantes de música portáteis, rádios;
• Comandos de alarme para automóveis.

Uma vez que cada um destes dispositivos possui características únicas, requerem pilhas com um nível de capacidade energética especificamente adequado. Por conseguinte, é importante ter em conta esta caraterística específica ao selecionar uma bateria. Seguindo algumas directrizes, pode garantir a escolha de uma fonte de energia de alta qualidade:

• Anote o fabricante e a data de validade do dispositivo.
• Evite comprar pilhas com antecedência, pois têm tendência para se auto-descarregarem.
• Optar por produtos de marcas conceituadas.
• Eliminar os aparelhos inutilizáveis em pontos de recolha designados, em vez de os deitar para o lixo.

As pilhas alcalinas tornaram-se parte integrante da nossa vida quotidiana, sendo utilizadas numa vasta gama de dispositivos. Apesar da sua longa história e do seu design simples, estes produtos sofreram poucas alterações, mas continuam a ser muito procurados.