Tipos de pilhas

As pilhas elétricas foram idealizadas por Alessandro Volta em 1800. A chamada pilha de Volta consta de uma sobreposição de discos de cobre e zinco, soldados dois a dois e dispostos na mesma ordem, ficando cada par separado do imediato por uma rodela de pano ou de cartão embebida em água acidulada como ácido sulfúrico.
A denominação de pilha é devida a esta disposição dos discos empilhados uns sobre os outros; Volta notou entre as placas da base e as do alto, uma diferença de potencial que dava origem a fenômenos elétricos. Este foi o ponto de partida para a construção das pilhas elétricas.
A pilha é um gerador químico, isto é, transforma energia química em energia elétrica. Entre os vários tipos de pilhas destacam-se as pilhas secas e úmidas.
Pilhas secas são pilhas cujos eletrodos, zinco e carvão, estão mergulhados em uma massa de cloreto de zinco e sal amoníaco. Na pilha seca também existe MnO2 que atua como despolarizante. A ação química dessa massa sobre os eletrodos (zinco e carvão) é responsável pela liberação da energia elétrica que se obtém nos terminais da pilha. As pilhas secas também podem conter uma pasta eletrolítica de cloreto de alumínio. Os eletrodos são de zinco (negativo) e de carbono (positivo). O eletrodo de zinco é própria caixa da pilha.
Pilhas úmidas são assim chamadas porque o eletrodo cobre e zincos, são colocados dentro de uma solução ácida, básica ou salina.
Há outros tipos de pilhas e baterias: de Daniel, de Bunsen, de dicromato de potássio, de Weston, Alcalina, de Mercúrio, de Chumbo, de Combustível, de níquel-cádmio, Atômica, etc.

Pilhas Alcalinas: esse tipo de pilha possuem eletrodos de zinco e carbono e contém uma pasta eletrolítica de hidróxido de potássio.
Bateria de Carro: mais moderna possuem elementos secundários que podem ser recarregados. O eletrólito é de ácido sulfúrico e os eletrodos de chumbo. Recarregar uma bateria ácida de chumbo é converter energia elétrica em energia química.
Bateria de Níquel e Cádmio: também são recarregáveis, mas pesa muito menos que a de chumbo e ácido. Possui eletrodos de níquel e cádmio e utiliza hidróxido de potássio como eletrólito.

A Pilha Atômica foi montada pela primeira vez em 1942, por Fermi e seus colaboradores; a primeira pilha atômica francesa foi construída em 1948. Nela se desenvolveu lentamente uma reação em cadeia que se pode comandar.Uma pilha comporta a matéria no seio da qual se faz a reação em cadeia (urânio 235, plutônio), e a matéria que se quer irradiar pelos nêutrons produzidos (urânio, 238), reunidas a moderadores (grafito, água pesada) e a refletores de nêutrons. Comporta igualmente instalações de arrefecimento, de verificação e de proteção. Produz energia calorífica que pode eventualmente ser transformada em energia elétrica, e fornece plutônio, utilizável nas bombas atômicas, bem como inúmeros elementos artificiais.
As baterias e as pilhas podem ser consideradas como verdadeiros tanques de armazenamento de energia. Uma bateria comum tem eletrodos positivo e negativo e uma pasta ou líquido, o eletrólito. Os eletrodos dissolvem-se no eletrólito, formando íons, o que cria um excesso de carga nos eletrodos. Quando a bateria é ligada a um circuito, essa carga produz uma corrente elétrica.
Os elementos químicos constituintes das pilhas definem as características e muitas vezes, o nome genérico pelo qual são conhecidas.
No caso das pilhas recarregáveis/baterias (ou acumuladores) os principais conjuntos eletroquímicos são:

NiCad: níquel-cádmio (1,2 V p/elemento)
NiMH: níquel-metal-hidreto (1,2 V p/elemento)
Chumbo-ácido (dois V p/elemento)
Iões de lítio (3,6 V p/elemento)
Sendo este último o que melhor desempenho apresenta, face á elevada densidade de energia conseguida com esta tecnologia.
Não devemos esquecer que o processo de carga/descarga de um acumulador é algo que também tem limites e tipicamente pode ser repetido mais ou menos 1000 vezes.
Tipo Tensão nominal Aplicação típica
Pilha de lítio (vários formatos) 3V Câmara fotográfica, equipamento informático, calculadoras, controla remoto, equipamento imagem.
Pilha de botão com óxido de prata 1,55V Relógios
Pilha alcalina 1,5V Equipamentos portáteis de som, jogos, câmaras fotográficas.
Pilha seca (ou salina) 1,5V Brinquedos, Alarmes, flashes, relógios, lanternas.
Pilha de botão zinco-ar 1,4V Aparelhos auditivos
Pilha/Acumulador NiCad 1,2V Ferramentas elétricas, telefones sem fio
Acumulador NiMH 1,2V Câmara de vídeo, PC portáteis, telefones sem fio.
Acumulador Li-Ion 3,6V PC portáteis, Câmaras de vídeo digitais.

Formatos de pilhas

Os formatos de pilhas estão de acordo com standard da industria, regulados por diferentes entidades no mundo, que mantêm, contudo equivalência entre eles.
Entre nós, apesar de tudo são os formatos americanos (ANSI) os mais divulgados e reconhecidos (AA, AAA, etc).
Na norma IEC as pilhas alcalinas designam-se pela sigla "LR" e as pilhas secas pela sigla "R".
As pilhas alcalinas têm uma maior duração que as pilhas secas, podendo durar até dois vezes mais sob regimes de carga mais intensos.

Designação Norma ANSI (USA) Norma I.E.C. (Europa). Norma JIS (Japão) Dimensões (em mm) diâmetro x altura
Pilha Micro AAA LR03 / R03 AM4 / UM4N 10,5 x 44,5
Pilha Mini AA LR6 / R6 AM3 / UM3N 14,5 x 50,5
Pilha Média C LR14 / R14 AM2 / UM2N 26,2 x 50
Pilha Grande D LR20 / R20 AM1 / UM1N 34,2 x 61,5
Pilha 9 V 1604D 6LR61 / 6F22 6AM / 006PN 26,5 x 17,5 x 48,5
Pilha "plana" 4,5V. 3LR12 / 3R12 . .
Pilha 3V longa. . . . .