Inovação

A fonte de energia dos carros elétricos

Lítio é elemento vital para fabricação das baterias, mas indústria já estuda outros materiais

5 minutos, 41 segundos de leitura

29/01/2021

bateria carro elétrico
Produção das baterias do Auti e-Tron: montadoras fazem parcerias para a fabricação do equipamento. Foto: Stefan Warter | Divulgação Audi

O lítio e os carros elétricos: ele está ali, no canto esquerdo superior da tabela periódica – quadro que agrupa todos os elementos químicos e suas propriedades. Simbolizado como Li, o lítio é um metal alcalino fartamente encontrado em reservas de países da América do Sul – como Chile, Bolívia e Argentina –, além de Austrália e China.

Atualmente, uma das utilizações mais imprescindíveis do lítio na indústria mundial é na produção de baterias dos carros elétricos, item que ainda representa o maior custo na fabricação desse tipo de automóvel. A bateria de íon de lítio é a fonte de energia dos modelos eletrificados e dura, em média, oito anos – ou de 3 mil a 5 mil ciclos. Cada ciclo corresponde a uma carga e descarga completas. É justamente o tempo de garantia oferecido pelas montadoras. 

A partir disso, ela reduz seu poder de armazenamento de energia e passa a trabalhar com cerca de 80% de sua capacidade de carga. Algo parecido como as baterias dos telefones celulares, que, por sinal, ajudaram a impulsionar as pesquisas sobre as unidades dos carros elétricos.

Uma das principais discussões envolvendo o veículo elétrico é o descarte da bateria depois de sua vida útil. O mercado já está se estruturando para atuar nessa área e não deixar que elementos químicos comprometam o meio ambiente. A reciclagem evitará que materiais perigosos entrem no fluxo de outros resíduos.

Carros elétricos e sua bateria
Produção das baterias do Auti e-Tron: montadoras fazem parcerias para a fabricação do equipamento. Foto: Divulgação Mercedes- Benz

Mas as baterias não precisam, necessariamente, ser descartadas. Elas podem ter outra destinação. Segundo Vitor Barreto de Oliveira, engenheiro de aplicação da Keysight Technologies, há a possibilidade de uma segunda vida para as baterias pós-carro elétrico. “Podem ser uma opção no armazenamento de energia renovável de prédios, hospitais, escolas e em sistemas caseiros”, afirma. 

Na Inglaterra, a Renault produziu 50 unidades do equipamento recondicionado e ofereceu a residências que utilizam painéis solares. Os engenheiros da marca francesa acreditam que, nessa nova configuração, as baterias durem mais dez anos. 

A fabricante Tesla já revelou que usará baterias para abastecer de energia sua Gigafactory – fábrica de componentes e baterias de íon-lítio – e planeja reciclar as células exauridas. Já a empresa chinesa BYD transforma as baterias em acumuladores de energia estacionários.

Estudos com lítio-enxofre nas baterias dos carros elétricos

Oliveira não descarta também a viabilidade de reutilizar partes da bateria velha na fabricação de novas. “Haveria a necessidade de um retrabalho nas placas, mas é possível, sim, aproveitá-las.”

Para a bateria durar mais, o consumidor também precisa fazer a sua parte. “O carro elétrico exige os mesmos cuidados de um com motor a combustão”, afirma Juliano Mendes, vice-presidente da Associação Brasileira do Veículo Elétrico (ABVE) para Componentes. “O proprietário do veículo deve usar só as fontes originais e homologadas pelas montadoras e fazer o carregamento da maneira correta”, diz.

Apesar da presença menor que outros elementos na constituição de uma bateria (veja quadro), o lítio é matéria-prima essencial para seu funcionamento. “Muito se avançou na tecnologia do íon de lítio, embora existam outros estudos sendo feitos, como a aplicação de lítio-enxofre”, diz Oliveira. “Ele dispensaria o cobalto, metal tóxico e mais escasso, e aumentaria a segurança do veículo. Mas ainda não é viável para o mercado por causa do valor elevado.”

A bateria do Porsche Taycan, primeiro carro eletrificado da marca alemã, é composta por 33 módulos. Foto Divulgação Porsche

As atuais baterias de íon de lítio contêm uma espécie de gel, que trabalha como eletrólito, meio que transporta os elétrons entre os polos positivo e negativo. Esse movimento gera a corrente elétrica. “A bateria dos carros elétricos é segura, mas, ainda assim, tem problemas”, ressalta Edson Watanabe, membro do Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE) e professor da Universidade Federal do Rio de Janeiro. “Além da bateria de lítio-enxofre, a de estado sólido é uma alternativa que vem ganhando espaço nas pesquisas patrocinadas por marcas como Mercedes-Benz, BMW e Nissan.”

Watanabe conta que a bateria de estado sólido também usa lítio, mas em forma de cristais, e não de gel. “Esse mudança aumenta a capacidade de armazenar energia, a velocidade de carga e, principalmente, a segurança”, garante. “No caso de uma pancada, a bateria de lítio líquido pode sofrer um curto e até um pequeno risco de pegar fogo. Com o sólido, isso não acontece. Além disso, os estudos mostram que ele pode gerar dez vezes mais energia.”

Modelos de negócio

Hoje, o entrave da bateria de estado sólido é o custo. O caminho da popularização do automóvel com motor elétrico está diretamente ligado ao barateamento da sua fonte de energia. “O desenvolvimento da bateria de estado sólido é um trabalho a longo prazo, que estará pronto em aproximadamente dez anos”, calcula Watanabe.

Para Juliano Mendes, o lítio está presente em todos os horizontes que abrangem o desenvolvimento de baterias de carros elétricos. “Seja numa proporção maior, seja menor, o lítio ainda é vital para as baterias”, revela.

Mendes admite que o lítio é um material de certa forma instável. Se trabalhado fora de sua faixa de segurança, ele pode acelerar a reação chamada de avalanche térmica, ou seja, rápido aumento de temperatura. “Uma bateria de altíssima densidade de energia e totalmente segura é o melhor dos mundos”, afirma. 

Enquanto novas tecnologias são analisadas, as montadoras se mantêm dependentes de gigantes da tecnologia, como LG, Panasonic e Samsung. No entanto, elas também vêm investindo no desenvolvimento de baterias de seus automóveis. Em 2007, a Nissan ingressou em uma joint-venture para criar a Automotive Energy Supply Corporation (Aesc), fabricante de baterias de íon de lítio. 

No ano passado, o grupo PSA (Peugeot-Citroën) – que se juntou à FCA (Fiat-Chrysler) para criar a Stellantis – firmou parceria com a Total/Saft para fundar a Automotive Cells Company, empresa destinada à produção de baterias para veículos elétricos. A Toyota, por sua vez, tem um acordo com a Panasonic há mais de 20 anos para a fabricação de baterias de veículos híbridos.

“São dois modelos de negócio”, explica Vitor Oliveira. “As fabricantes fazem parcerias com empresas especializadas ou compram delas as células e os módulos com características específicas para montar seu próprio pacote.”

De 1 a 5, quanto esse artigo foi útil para você?
Quer uma navegação personalizada?
Cadastre-se aqui
0 Comentários

Você precisa estar logado para comentar.
Faça o login