Composição da Bateria de Veículos Elétricos
Os veículos elétricos (VEs) ressurgiram como uma alternativa viável de transporte, impulsionados por preocupações com a segurança energética, a necessidade de mitigar as mudanças climáticas e o crescente consumo de energia. O componente chave na adoção desses veículos é a bateria, que define seu custo, alcance e segurança.
Bateria de Carro Elétrico
A bateria de carro elétrico, também conhecida como bateria de veículo elétrico (BVE), é uma bateria recarregável usada para alimentar os motores elétricos de um veículo elétrico a bateria (BEV) ou de um veículo elétrico híbrido (HEV). Essas baterias diferem das baterias de partida, iluminação e ignição (SLI), pois são projetadas para fornecer energia por períodos prolongados e são baterias de ciclo profundo. Elas se caracterizam por uma alta relação potência-peso, energia específica e densidade energética; baterias menores e mais leves são desejáveis, pois reduzem o peso do veículo e melhoram seu desempenho.
Avanços Tecnológicos em Baterias de Íon-Lítio
Desenvolvimentos recentes em baterias de íon-lítio eliminaram limitações anteriores, especialmente em termos de alcance de condução. Atualmente, os tipos de baterias mais comuns em veículos elétricos modernos são de íon-lítio e polímero de lítio, devido à sua alta densidade energética em relação ao peso.
Composição da Bateria de EV
A composição de uma bateria de VE pode variar ligeiramente dependendo dos tipos de veículos elétricos, mas, em geral, as baterias de VE são compostas por:
Células Eletroquímicas: Uma célula elétrica é basicamente uma fonte de energia elétrica DC. Ela converte energia química armazenada em energia elétrica por meio de um processo eletroquímico.
Módulos de Bateria: Um módulo de bateria é um conjunto de células de bateria, que é colocado no quadro combinando um número fixo de células para protegê-las de vibração, calor ou perigos externos. Um módulo sempre incorporará muitas células discretas conectadas em série e paralelo para atingir os requisitos totais de tensão e corrente do módulo.
Pacote de Baterias: A forma final da bateria de um veículo elétrico instalada em um veículo elétrico. A coleta de dados dos sensores do pacote e a ativação dos relés do pacote são realizadas pela unidade de monitoramento da bateria (BMU) ou pelo sistema de gerenciamento da bateria (BMS).
Tipos de Baterias de Íon-Lítio para Carros
Óxido de Lítio-Cobalto (LiCoO2): É o material de cátodo mais comumente usado. Embora suas capacidades sejam menores que as baseadas em óxidos de níquel-cobalto-alumínio (NCA), as baterias LiCoO2 têm capacidades muito estáveis.
Óxido de Lítio-Manganês (LiMn2O4): Este material de cátodo é promissor, com uma estrutura cúbica espinélio. É um dos cátodos baseados em óxido de manganês mais estudados devido ao seu baixo custo.
Óxido de Lítio-Níquel-Manganês-Cobalto (LiNiMnCoO2) – NMC: As baterias NMC contêm um cátodo feito de uma combinação de níquel, manganês e cobalto, sendo uma das combinações de cátodo mais bem-sucedidas em sistemas de íon-lítio.
Fosfato de Ferro-Lítio (LiFePO4) – LFP: O LFP é um dos materiais de cátodo mais recentes a ser introduzido. Devido ao seu baixo custo, excelente segurança e alta durabilidade de ciclo, é candidato à produção em larga escala de baterias de íon-lítio.
Óxido de Lítio-Níquel-Cobalto-Alumínio (LiNiCoAlO2) – NCA: Introduzido em algumas aplicações especiais em 1999, oferece alta energia específica, longa vida útil e razoável boa potência específica.
Desafios e Futuro das Baterias de VE
Apesar dos avanços, muitos desafios permanecem, sendo o mais importante o custo. As baterias de íon-lítio estão abrindo caminho para que os veículos elétricos possam competir com seus equivalentes a gasolina pela primeira vez.
