Tarcisio Dias - Mecânica Online

A evolução das baterias dos carros elétricos

A história da indústria automotiva é exemplo da evolução contínua de peças e sistemas. O automóvel busca atender à necessidade do seu proprietário, mas precisa encontrar a melhor relação entre custos, desenvolvimentos e benefícios, principalmente no melhor aproveitamento energético e construtivo.

E mesmo que você ainda insista que os carros elétricos vão acontecer, eles já são realidade e a indústria mantém sua forma evolutiva de desenvolvimento.

A partir disso, a Toyota anunciou um investimento de US$ 13,5 bilhões em baterias de carros elétricos, incluindo baterias de estado sólido.

As baterias de estado sólido podem mudar o jogo para os veículos elétricos (VEs), armazenando mais energia, carregando mais rapidamente e oferecendo maior segurança do que as baterias de íon de lítio, ajudando a acelerar a mudança dos carros movidos a combustíveis fósseis.

As baterias de íon-lítio (íon-lítio) usam eletrólitos líquidos e possuem separadores que evitam que o eletrodo positivo entre em contato com o eletrodo negativo. Atualmente, baterias de estado sólido são usadas em dispositivos como marca-passos e relógios inteligentes.

A produção em massa dessas baterias para VEs deve acontecer de três a cinco anos, dizem os especialistas.

Entre as vantagens é provável que sejam mais seguras e estáveis do que as baterias de íon-lítio, nas quais o eletrólito é volátil e inflamável em altas temperaturas. Isso torna os veículos elétricos que usam baterias de íon-lítio mais vulneráveis a incêndios e vazamentos de produtos químicos.

Essa maior estabilidade conduz para carregamento mais rápido e reduz a necessidade de equipamentos de segurança volumosos.

As baterias de estado sólido podem conter mais energia do que baterias de íon-lítio, ajudando a acelerar a mudança de veículos a gasolina para EVs porque os motoristas não precisariam parar com tanta frequência para carregar seus carros.

As montadoras e empresas de tecnologia produzem células de bateria de íon-lítio de estado sólido uma de cada vez em um laboratório, mas não conseguiram até agora escalar para uma produção em massa.

É difícil projetar um eletrólito sólido que seja estável, quimicamente inerte e ainda um bom condutor de íons entre os eletrodos. Eles são caros para fabricar e estão sujeitos a rachaduras devido à fragilidade dos eletrólitos quando eles se expandem e contraem durante o uso.

Atualmente, uma célula de estado sólido custa cerca de sete a oito vezes mais para fazer do que uma bateria de íon-lítio, dizem os especialistas.

A Toyota no Japão é uma das primeiras a produzir baterias de estado sólido em massa. Ela disse que está lutando com sua curta vida útil, mas ainda pretende começar a produzi-las até o final de 2021. Além da pesquisa interna da Toyota, ela se associou à Panasonic para desenvolver esses powerpacks.

Logo atrás, a alemã Volkswagen investiu na empresa americana de baterias QuantumScape Corp, apoiada por Bill Gates, que pretende lançar sua bateria em 2024 para VW’s VEs e, eventualmente, para outras montadoras. A VW afirma que a bateria oferecerá cerca de 30% a mais de alcance do que uma bateria de íon-lítio e carregará até 80% da capacidade em 12 minutos, o que é menos da metade do tempo de carregamento mais rápido das células de íon de lítio disponíveis atualmente.

A Stellantis tem um empreendimento denominado Automotive Cells com a TotalEnergies e uma parceria com a chinesa Contemporary Amperex Technology Co Ltd (CATL) e pretende lançar baterias de estado sólido até 2026.

A Ford Motor Co e a BMW AG investiram na startup Solid Power, que afirma que sua tecnologia de estado sólido pode fornecer 50% mais densidade de energia do que as baterias de íon de lítio atuais. A Ford espera reduzir os custos da bateria em 40% até meados da década.

A Hyundai Motor da Coréia do Sul, que investiu na startup SolidEnergy Systems, planeja produzir em massa baterias de estado sólido em 2030.

A Samsung SDI Co Ltd, uma afiliada da Samsung Electronics, está trabalhando no desenvolvimento de baterias de estado sólido.

Outra grande empresa quando o assunto são os veículos elétricos, a Tesla, líder de mercado de VE nos Estados Unidos, até agora não disse se deseja desenvolver ou usar células de estado sólido em seus carros.

O que podemos entender de tudo isso é a continuidade dos estudos na busca de um veículo elétrico mais eficiente, onde a bateria, seu principal componente, passa por uma evolução para ampliar sua densidade energética, refletindo em maior autonomia, ao mesmo tempo com redução do tempo necessário de carregamento, maior segurança e com a economia de escala, preços menores para tornar viável sua aplicação.

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