As baterias dos carros elétricos sempre levantam muitas dúvidas. Neste texto é abordado a questão da durabilidade, tipos e reciclagem. Boa leitura.
QUANTO TEMPO AS BATERIAS DOS CARROS ELÉTRICOS DURAM?
Esta é a resposta de 1 milhão de dólares. Os carros elétricos são relativamente novos e ainda há pouca informação sobre as baterias em final de vida.
No site da Tesla o tempo de garantia da bateria é de 8 anos ou mais de 100.000 milhas. Assim também, no site da BYD o prazo de garantia também é de 8 anos. (Porém, há alguma variação nestes números dependendo do modelo e do local).
Então as baterias só durariam 8 anos? Ainda não há uma resposta exata para esta pergunta, mas elas são projetadas para durar mais que o seu prazo de garantia, talvez as baterias durem 8 a 15 anos… Várias instituições têm estudado o tempo de vida da bateria do EV, inclusive alegando que pode durar até 20 anos. Ocorre, porém, que muitos testes científicos com as baterias de íon-lítio, usam baterias individuais, e não os sistemas de alta tecnologia dos carros elétricos que são um pacote de baterias onde várias células trabalham em conjunto – o que pode gerar resultados um pouco diferentes da realidade.
Sabemos que quase tudo na vida dura de acordo com a manutenção e as condições de uso. Inclusive o ser humano que cultivar bons hábitos e condições satisfatórias de vida, provavelmente viverá mais. Afinal, todos conhecem pessoas que envelhecem muito bem.
DURABILIDADE DEPENDE DO TIPO DE USO, MATERIAL CONSTITUINTE, CARREGAMENTO, ETC.
A durabilidade da bateria também se relaciona com o seu uso. No site da Tesla há várias orientações sobre cuidados com as baterias, por exemplo:
- evitar deixar o nível de bateria muito baixo (menor que 20%),
- o carro parado descarrega cerca de 1%/dia da bateria,
- a taxa de carregamento da bateria é menor quando ela está fria, etc.
Além disso, a durabilidade da bateria depende do tipo/material constituinte, da periodicidade de uso do veículo, da frequência de carregamento da bateria, ambiente onde o veículo está, etc.
Pesquisadores da NREL National Renewable Energy Laboratory, EUA, têm feito simulações em laboratório com baterias de íon-lítio para diagnosticar a saúde da bateria e sabendo que elas se degradam com o uso e o tempo de armazenamento, então os modelos dos testes variam temperatura, intervalos de tempo de uso, taxas de carregamento da bateria, local de armazenamento, etc. Os gráficos (Gráfico B) mostram a diminuição da capacidade da bateria ao longo dos anos, de acordo com estes parâmetros.
Voltando à analogia do corpo humano, por melhor que seja o envelhecimento de uma pessoa, o tempo a faz perder desempenho. Assim também, mesmo que a bateria do EV dure 20 anos, ela perderá desempenho e isto é um parâmetro importante.
EXISTEM DIFERENTES TIPOS DE BATERIAS DE EV
BATERIAS DE ÍON-LÍTIO
Elas lideram o mercado devido ao ciclo de vida longo e à capacidade de armazenar muita energia. Sendo assim, dividem-se em dois tipos principais:
- NCM Níquel Manganês Cobalto
- LFP Lítio Fosfato de Ferro
A bateria NCM é mais usada pois armazena mais energia e é mais leve. Mas, em função dos metais raros, é mais cara e afeta muito no custo do veículo. Além disso, o cobalto é minerado em locais com problemas de direitos humanos, portanto os fabricantes têm procurado reduzir a quantidade de cobalto nas baterias, e também buscado melhores fornecedores.
As baterias LFP tem crescido em popularidade, são mais acessíveis e usam menos material difícil de ser minerado. Por armazenar menos energia são necessárias mais baterias para chegar ao desempenho da NCM. A reciclagem das LFP não é economicamente viável, pois o custo do derretimento para separar os materiais pode ser maior que o próprio valor dos materiais.
Estes dois tipos de baterias íon-lítio usam eletrólitos líquidos, e a limitação na disponibilidade do lítio e cobalto, pressiona pesquisadores por desenvolver baterias com produtos químicos alternativos, assim como melhorar o desempenho e diminuir custos.
Também há baterias com outras combinações de produtos químicos: BATERIAS NCA de níquel cobalto e alumínio; BATERIAS NCMA de níquel cobalto magnésio e alumínio.
BATERIAS DE NIMH
As baterias de níquel hidreto metálico são mais antigas e tipicamente usadas nos veículos híbridos (carros que usam motor elétrico e motor de combustão interna). As baterias de NiMH são maiores e mais pesadas, que podem afetar o desempenho do carro.
Cada fabricante de EV usa o tipo de bateria que achar mais conveniente, por vezes mudando de bateria de acordo com o modelo do carro, ou à medida que a tecnologia e o preço se alteram.
BATERIAS DE ÍON-LÍTIO EM ESTADO SÓLIDO
Há expectativa sobre o desenvolvimento das baterias de íon-lítio em estado sólido (atuais são em estado líquido). A substituição promete ser um ponto de virada, abrindo espaço às baterias com alta densidade de energia, carregamento mais rápido e melhor segurança.
Fundada em 2010, a empresa americana Quantumscape patenteou o projeto de bateria em estado sólido, alegando ser mais barato de fabricar, com mais rapidez no carregamento e maior durabilidade que a clássica bateria de íon-lítio.
BATERIAS DE SÓDIO
Outra importante alternativa são as baterias de íon-sódio, que trabalham semelhante às de íon-lítio, mas substituindo o lítio pelo sal comum. O principal componente, sódio, é amplamente disponível na natureza, possui baixo custo e pouco impacto ambiental.
Ainda há desafios a serem vencidos para a fabricação das baterias de sódio e empresas gigantes como a chinesa CATL e a sueca Northvolt tem investido nesta tecnologia.
MERCADO DE RECICLAGEM DE BATERIAS
O amadurecimento da indústria de EV, aumentará a quantidade de baterias em final de vida. Desse modo, universidades, indústrias e governos têm trabalhado muito no tema, pois a tecnologia para a reciclagem precisa trilhar um árduo caminho até ficar eficiente e segura.
Empresas na China, Europa, EUA, etc. têm investindo em reciclagem de bateria. Ainda há uma grande lacuna de regulamentação e procedimentos para a reciclagem, mas recentemente a União Europeia lançou orientações técnicas para reciclagem das baterias.
A frota de EV ainda não é suficiente para criar um suprimento de baterias em fim de vida que alimente o negócio, então a reciclagem deve levar um tempo para ser mais significativa – importante encontrar soluções eficientes para recuperar os materiais (lítio). O Gráfico F da McKinsey mostra projeção do crescimento do mercado de reciclagem de baterias de EV a partir de 2030.
Fascinados por Transportes
Leia também: https://fascinadosportransportes.com.br/por-que-os-carros-eletricos-nao-sao-aceitos-nos-estados-unidos/
Leia o estudo da McKinsey sobre as baterias dos carros elétricos: https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/battery-2030-resilient-sustainable-and-circular#/
NREL. Battery Lifespan.Transportation & Mobility Research. Disponível em: https://www.nrel.gov/transportation/battery-lifespan.html