O que são baterias EV de estado sólido? – Revisão Geeky

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Black_Kira / Shutterstock.com

Os veículos elétricos são novos, divertidos e estão evoluindo rapidamente. E enquanto estamos vendo grandes melhorias nas velocidades de carregamento e quilometragem, ainda há um longo caminho a percorrer. Um dos avanços mais empolgantes são as baterias de estado sólido, e você ouvirá muito sobre elas em um futuro próximo.

Veja, os veículos elétricos de hoje são alimentados por baterias de íons de lítio, o mesmo tipo de bateria encontrado em nossos smartphones, laptops e tablets. Não há nada de errado com isso, mas as células de estado sólido prometem um futuro melhor.

Com isso em mente, aqui vamos explicar um pouco sobre as baterias EV de estado sólido e como elas diferem das atuais células de íons de lítio em um Tesla ou F-150 Lightning.

estado sólido vs. Íon de lítio: qual é a diferença?

Célula de bateria Tesla em uma mão
Grigvovan / Shutterstock.com

As baterias de íons de lítio usam um eletrólito líquido que permite que a energia flua entre o cátodo e o ânodo durante o carregamento e quando a bateria estiver em uso. Este líquido (ou às vezes um gel) também estabiliza as superfícies, prolonga a vida útil e é uma melhoria em relação à tecnologia de bateria anterior.

Os íons dentro de uma bateria alternam durante o uso e vice-versa durante o carregamento, eventualmente se desgastando com o tempo. A solução eletrolítica ajuda a melhorar o processo, retarda a degradação e melhora a vida útil.

No entanto, as baterias de íons de lítio atuais são inflamáveis, têm uma faixa de voltagem limitada e começam a perder desempenho com o tempo. Semelhante a como seu telefone não mantém uma carga, assim como quando você o comprou pela primeira vez. Eles também são pesados ​​e não muito densos em energia.

A tecnologia de bateria de estado sólido promete corrigir a maioria desses pontos problemáticos. Embora uma bateria de estado sólido funcione como uma bateria de íons de lítio, ela usa um material sólido em vez de líquidos ou géis nos produtos atuais. Esse material sólido pode ser qualquer coisa de cerâmica, polímeros ou sulfitos.

Ao eliminar o eletrólito líquido inflamável, as baterias de estado sólido têm menos peças móveis e são mais estáveis, compactas, leves e seguras. Eles também são caros e difíceis de fabricar, e é por isso que não os vemos mais em veículos.

As baterias de estado sólido não são novas e normalmente são usadas apenas em pequenos dispositivos elétricos, como marca-passos e equipamentos médicos, e a maioria não é recarregável. Isso pode estar prestes a mudar?

Benefícios da bateria de estado sólido em veículos elétricos

gráfico de carregamento de veículos elétricos
Smile Fight / Shutterstock.com

A ideia por trás das baterias de estado sólido em veículos elétricos é que elas serão melhores em todos os sentidos. Há menos peças móveis, nenhum movimento de líquido e é mais compacto. Eles também não exigem resfriamento de íons de lítio, o que reduzirá o peso e melhorará a velocidade de carregamento.

Os fabricantes esperam que a mudança para o estado sólido possa melhorar a segurança e reduzir a inflamabilidade, diminuir o tamanho da célula da bateria, oferecer maiores capacidades no mesmo espaço e melhorar o desempenho. Isso pode levar a mais potência, carros de maior alcance ou veículos mais compactos e mais leves.

Em teoria, uma bateria de estado sólido pode oferecer maior densidade de energia, faixas de tensão mais altas para carregamento substancialmente mais rápido, mais alcance e desempenho aprimorado. Além disso, as próprias células da bateria durarão mais.

As baterias de íon de lítio começarão a se degradar e perder a capacidade de energia após 1000 ciclos. Muitas baterias de estado sólido atuais podem reter mais de 90% de sua capacidade após mais de 5.000 ciclos. Isso significa que os veículos elétricos durarão ainda mais.

Imagine possuir um novo F-150 Lightning que carrega mais rápido, vai mais longe, pesa menos, é mais eficiente, tem uma vida útil mais longa e um desempenho melhor. Esse é o objetivo com a tecnologia de bateria de estado sólido.

Quando poderíamos ver baterias de estado sólido em veículos elétricos?

Porsche 911 Carrera 4 em azul
porsche

Infelizmente, a tecnologia e a fabricação ainda não estão lá. As baterias de estado sólido são caras e complexas de fabricar no tamanho necessário para um veículo elétrico. Os fabricantes teriam então que expandir as instalações de produção para atender à crescente demanda, o que é outro desafio.

Como resultado, muitos especialistas sugerem que as baterias de estado sólido para veículos elétricos não estarão prontas ou produzidas em massa até pelo menos 2030. ForbesAinda temos um longo caminho a percorrer.

As primeiras células de bateria de íons de lítio enfrentaram obstáculos semelhantes. Mas, eventualmente, eles se tornaram mais acessíveis, mais fáceis de produzir e agora são usados ​​por milhões de pessoas, dispositivos e carros hoje. Com o tempo, a ideia é que as baterias de estado sólido sigam o exemplo e se tornem uma alternativa viável.

Na verdade, muitas marcas de automóveis estão trabalhando duro para tornar isso uma realidade. O Grupo Volkswagen é o maior acionista da Quantumscape, uma empresa que trabalha com tecnologia de baterias de estado sólido, e vimos relatos de que a Porsche quer usá-las nos próximos veículos elétricos. A Ford e a BMW fizeram parceria com a Solid Power e muitas outras estão fazendo o mesmo.

A Mercedes-Benz está trabalhando na tecnologia de bateria de lítio-silício que é mais segura e mais densa em energia, e quase todas as montadoras anunciaram um plano para uma nova tecnologia de bateria, a maioria focada em células de bateria de estado sólido.

E enquanto a Toyota se tornou complacente após o Prius e ficou para trás em grande parte da competição de veículos elétricos, as baterias de estado sólido podem ser sua graça salvadora. Isso porque a Toyota planeja lançar seu primeiro veículo EV híbrido de estado sólido em 2025 e investiu bilhões na tecnologia.

A Toyota pode ser a primeira empresa a comercializar baterias de estado sólido para veículos elétricos, dando-lhe uma enorme vantagem sobre a concorrência.

pensamentos finais

Caso você ainda não tenha percebido, os veículos elétricos são o futuro. Eles já estão igualando ou superando os veículos a gasolina em muitas métricas, e isso é apenas o começo. Mudar para baterias de estado sólido pode ajudar a reduzir a ansiedade de alcance, melhorar o desempenho, tornar o carregamento tão rápido quanto parar para abastecer e inaugurar uma nova geração de veículos elétricos.

Ainda temos um longo, lento e sinuoso caminho pela frente, mas o progresso certamente está na direção certa. De qualquer forma, teremos que esperar para ver.