Uma das maiores preocupações sobre os EVs é que as baterias precisarão ser substituídas após alguns anos a um grande custo. Afinal, a bateria do seu smartphone provavelmente verá dias melhores pelo menos dentro de três anos. Mas um pesquisador da Tesla está entrando em contato com a ideia de uma vez por todas depois de demonstrar uma bateria que poderia sobreviver à maioria dos humanos.
Os entusiastas da Tesla já devem ter ouvido falar de Jeff Dane. Ele é professor da Dalhousie University e é parceiro de pesquisa da Tesla desde 2016. Seu foco tem sido aumentar a densidade de energia e a vida útil das baterias de íons de lítio, além de reduzir seu custo. Dahn parece ter tocado um acorde com os colegas de sua equipe de pesquisa sobre maternidade. Em um artigo publicado no Journal of the Electrochemical Society, o grupo afirma ter criado um projeto de bateria que pode durar até 100 anos nas condições certas.
Gosta de um EV que vai durar 100 anos e 4 milhões de milhas? Um pesquisador da Tesla pode ter o que você… [+] precisa.
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Papel de Dan Li. é o oposto de células baseadas em [Ni0.5Mn0.3Co0.2]LiFePO4 da química de O2 (“NMC 532”). O último é o produto químico “fosfato de ferro de lítio” (também conhecido como LFP) que a Tesla está usando atualmente em carros Standard Model 3 fabricados na China importados para a Europa. A química LFP tem uma densidade de energia mais baixa do que as alternativas de íons de lítio mais difundidas, mas também é mais barata, mais durável e supostamente mais segura. O LFP pode durar até 12,000 ciclos de carga e descarga, portanto, não é uma tarefa fácil de vencer nesse sentido. As células NMC 532 de Dahn não mostraram perda de capacidade após aproximadamente 2,000 ciclos. O artigo dá uma indicação de uma vida útil de 100 anos (eles aparentemente não estão testando a bateria por tanto tempo).
Dahn apresentou uma palestra no Simpósio Internacional de Baterias em Orlando, Flórida, em março, onde falou sobre “4 milhões de milhas de bateria”. Antes de ser lançado este mês, o artigo incluía algumas das descobertas. Dan prometeu anteriormente uma “bateria de um milhão de milhas” e vem testando células com base em sua química ajustada desde outubro de 2017. Obviamente, elas estão ficando mais fortes e, após 4.5 anos de ciclismo contínuo à temperatura ambiente, viram apenas 5% de degradação. Isso significaria que eles poderiam alimentar um EV por 4 milhões de milhas antes de precisar ser substituído.
Parte do motivo da longevidade é a mudança do cátodo policristalino para o monocristalino, que não se decompõe tão rapidamente durante o ciclo de carga-descarga. A combustão química NMC 532 atualmente usa contrastes com a química NMC 811 empregada pela LG Chem, que tem oito partes de níquel para cada parte de manganês e cobalto em seu cátodo. No ano passado, o Tesla Model Y mudou do NMC 811 para o NCMA Chemistry Cell da LG Chem, também conhecido como “High Nickel”. Estes são mais caros que o LFP ou o NMC 811, mas fornecem a densidade mais alta para as distâncias mais longas. A química da NCMA usa níquel, cobalto, manganês e alumínio para seus cátodos, mas a maioria é níquel (89%).
Os diamantes laranja no gráfico a) mostram que a química do NMC 532 não apresentou redução no potencial… [+] Após cerca de 2,000 ciclos.
Jeff Dahno
NMC 532 Química Dan está prometendo outro salto na tecnologia de baterias. No entanto, os carros não precisam durar 100 anos e nem precisam percorrer 4 milhões de milhas. Dado que a vida útil média do veículo nos Estados Unidos é de 12 anos, ou seja, 14,000 milhas por ano, a distância média percorrida por um carro americano é de 168,000 milhas, e muito menos na Europa. Assim, com efeito, uma bateria com durabilidade de 4 milhões de milhas permitirá aplicações como veículo-rede, aumentando a taxa de ciclo de carga-descarga. Mas é provável que sejam mais úteis para armazenamento estável de energia em residências e capacidade de proteção da rede a partir do fornecimento intermitente de energia renovável.
Os entusiastas do hidrogênio costumam argumentar que, até que os veículos elétricos a célula de combustível e os sistemas de armazenamento de hidrogênio se tornem populares, a bateria é apenas um substituto. Mas com todos os desenvolvimentos acontecendo na tecnologia de baterias, o hidrogênio provavelmente será muito pequeno, muito tarde quando se trata de quantidades para transporte. Técnicas como Dan estão trabalhando, juntamente com desenvolvimentos de enxofre de lítio, como Theon e tecnologia de carregamento ultra-rápido, como Storedots, significaria que, em apenas alguns anos, as baterias resolveriam todos os problemas colocados contra elas.
