As baterias EV estão prestes a obter um upgrade Much-Needed

A gama não é mais um problema para a maioria dos carros elétricos. Mas como nos carros ICE, não é necessariamente o tamanho do tanque de combustível, mas como é fácil conseguir o combustível. Com EVs, o problema não é o tamanho da bateria, mas a velocidade de carregamento e a longevidade da bateria. Felizmente, existem alguns novos desenvolvimentos que podem resolver algumas destas dores de cabeça de bateria EV.

As baterias EV de estado sólido do Toyota

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Uma forma simples de contornar a ansiedade de alcance é tornar as estações de carregamento rápido (e os carregadores domésticos) mais prevalecentes. Mas isso leva tempo e um investimento maciço em infra-estrutura. E mesmo assim, explica a Battery University, as baterias de iões de lítio só podem levar tantos ciclos de carga rápida antes de começarem a degradar-se. A Toyota, no entanto, pode ter uma solução para isso, relatórios do Autoblog.

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As baterias de íon-lítio dependem de um eletrólito líquido para transportar íons e elétrons para fornecer energia. Mas este electrólito, explicam The Verge e NewAtlas, é inflamável e potencialmente explosivo, especialmente se a própria bateria estiver velha ou danificada. Também é corrosivo se mal cuidado, o Manual de Cerâmica Avançada explica.

A resposta do Toyota é substituir o líquido das baterias de automóveis eléctricos por um sólido, criando uma bateria de estado sólido. Uma bateria EV de estado sólido, explica a Automotive News, seria mais leve e segura que uma bateria de íon-lítio. Ela também duraria mais e carregaria significativamente mais rápido. O tempo de recarga para um veículo como o Honda E poderia cair de 30 minutos para menos de 15,

No entanto, o design em estado sólido não é a única coisa que a Toyota está a investigar com o seu protótipo de baterias de automóveis eléctricos. A montadora japonesa também está investindo em uma nova química de baterias EV: o enxofre de lítio. As baterias Li-S são mais densas em energia do que as de iões de lítio, e os seus materiais custam menos. Também evitam utilizar um material extremamente problemático: o cobalto.

Algumas outras empresas de baterias EV e de baterias, no entanto, estão a resolver esse problema de um ângulo diferente.

Tirar o cobalto das baterias eléctricas para automóveis

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As baterias de íon-lítio são construídas em torno de lítio, elas precisam de cobalto e grafite para seus eletrodos, Química &Relatos de Notícias de Engenharia. O cobalto é o maior fator por trás dos preços das baterias EV, relatórios da NBC, e a demanda está ultrapassando a oferta.

Avalo ainda, uma porção significativa do cobalto do mundo é minerada por mineiros horrivelmente mal pagos e com excesso de trabalho na República Democrática do Congo. E isso inclui crianças.

Muitos grandes fornecedores de baterias já retiraram o cobalto minado por trabalho infantil. Tesla e Panasonic, no entanto, estão levando isso um passo adiante, relatórios da InsideEVs. A Panasonic é o principal fornecedor de baterias da Tesla, e atualmente produz baterias de níquel-cobalto-alumínio EV, relatórios da TechCrunch. No entanto, afirma utilizar menos de 2% do fornecimento global de cobalto em suas baterias. Também afirma que suas baterias estarão livres de cobalto em 2023.

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Tesla também fez parceria com a empresa chinesa CATL, a Reuters relata, para desenvolver baterias de fosfato de lítio de ferro. As baterias LFP (‘F’ para ‘Fe,’ ou ferro) não são tão densas em energia como as de iões de lítio, relatórios da Epec Engineered Technologies. No entanto, não só não utilizam cobalto, como são mais estáveis e duradouras. Mas a nova química pode não ser estritamente necessária.

InsideEVs relata que vários cientistas da Universidade do Texas em Austin desenvolveram uma bateria de íon-lítio para carros elétricos que não usa cobalto. Mas ela usa metais já encontrados nas baterias de íon-lítio: níquel, alumínio e manganês. A nova química não tem menos eficiência ou durabilidade no carregamento, relata o Green Car Congress. E de acordo com o relatório publicado em Materiais Avançados, tem “escalabilidade de síntese imediata”

Quão cedo estas actualizações chegarão aos consumidores?

Cortar o cobalto das baterias EV tem outro benefício potencial: tornar os EV tão baratos como os carros ICE. De acordo com a Forbes, baixar o custo da bateria de um carro elétrico para $100/kWh praticamente eliminaria essa disparidade de preço.

Como desta escrita, o custo é de cerca de $147/kWh. Dado que o cobalto é 10%-30% do custo de uma bateria de íon-lítio, o Green Car Congress relata, eliminando-o poderia reduzir esse custo para cerca de $110-$120. No entanto, as baterias LFP poderiam teoricamente chegar a $100/kWh até 2024, relatórios da Forbes, e $61/kWh até 2030. Mas isso ainda requer uma versão comercial em funcionamento. E o mesmo vale para a bateria da Universidade do Texas. Embora nesse caso, os pesquisadores por trás dela já tenham formado uma empresa para comercializá-la: TexPower.

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Então, onde se encaixa a bateria de estado sólido dos carros eléctricos da Toyota? No momento, a montadora está trabalhando para superar a tendência das baterias Li-S de se deformarem com o tempo. Além disso, fazer uma bateria Li-S EV requer um ambiente de ultra-baixo nível de humidade cuidadosamente controlado. Os primeiros protótipos de trabalho não serão revelados antes de 2025, no mínimo. E mesmo assim, levará alguns anos para o preço cair, devido ao baixo volume de produção.

Mas todos esses desenvolvimentos ainda estão caminhando para tornar os EVs mais acessíveis e alcançáveis para todos.

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