Agora que os EVs estão tomando conta de nossas estradas, mais e mais pessoas estão se interessando pela tecnologia por trás desses veículos. Os EVs apresentam toneladas de tecnologia empolgante. Nos veículos elétricos atuais, você pode encontrar de tudo, desde freios regenerativos até carregamento rápido avançado.
Mas, além dos motores elétricos, o componente mais importante em um EV é a bateria. A bateria de lítio na maioria dos EVs também é uma das partes mais controversas de um veículo elétrico. Continue lendo para descobrir como as baterias de íons de lítio em veículos elétricos ajudam a impulsionar essas máquinas avançadas.
Por que as baterias de íon de lítio são importantes?
As baterias de íons de lítio estão no centro da revolução dos veículos elétricos. Estas baterias oferecem grande densidade de energia, especialmente em comparação com baterias de chumbo-ácido, que são muito mais pesados se você deseja obter uma capacidade comparável. As baterias de íon de lítio também são ideais para uso em veículos elétricos porque podem ser recarregadas várias vezes, o que é essencial para uso em veículos elétricos que requerem extensos ciclos de carga/recarga ao longo de sua vida útil. Outra razão pela qual as baterias de íons de lítio estão em todos os noticiários é por causa do impacto ambiental que a mineração dessas baterias causa.
Ao longo da vida útil de um EV, devido às suas emissões de escapamento zero, os EVs são muito limpos. Mas, o impacto inicial da mineração dos materiais que entram na bateria de íons de lítio de um EV é caro para o meio ambiente. Não apenas isso, mas muitas pessoas se preocupam com as condições que muitos dos trabalhadores dessas minas enfrentam diariamente. Por isso, a reciclagem desses materiais é uma grande prioridade para muitas das montadoras ativamente envolvidas na fabricação de VEs.
O que é uma bateria de íon de lítio?
Uma bateria de íons de lítio contém células que contêm um cátodo positivo e um ânodo negativo. Há também um eletrólito que separa essas duas camadas e, por meio de reações químicas que liberam elétrons, a bateria pode fornecer energia elétrica para o que estiver conectado. A quantidade de células determina a capacidade da bateria, medida em kWh. No caso da bateria de íons de lítio, o lítio é um dos componentes mais importantes contidos na bateria, e isso ocorre porque o lítio está muito disposto a desistir de um elétron.
Através das reações químicas que estão ocorrendo no ânodo e no cátodo, a bateria de íons de lítio pode ser carregada e descarregada muitas vezes. Isso se deve ao fato de que essas reações químicas podem ser revertidas muitas vezes. As baterias de íons de lítio vêm em muitas formas e tamanhos e são usadas em aplicações tão diversas como eletrônicos de consumo e veículos elétricos. Obviamente, as baterias de íons de lítio em um EV são muito maiores do que as que você pode encontrar em seu smartphone, mas ainda funcionam usando os mesmos princípios.
Uma das maiores vantagens das baterias de íons de lítio é sua grande densidade de energia, o que as torna relativamente leves em comparação com outras tecnologias de baterias. Os fabricantes devem ter cuidado ao projetar e implementar baterias de íons de lítio em seus dispositivos, porque se o ânodo e o catodo fossem expostos uns aos outros, essas baterias podem sofrer reações químicas que podem causar incêndios ou até mesmo pequenas explosões.
Embora as baterias de íon de lítio estejam fazendo um trabalho incrível alimentando os EVs, elas enfrentam um desafio nos próximos bateria de estado sólido. Resta saber se as baterias de estado sólido podem ser melhoradas o suficiente para ver o uso convencional na linha de veículos elétricos de uma grande montadora.
Como funciona uma bateria de íon de lítio?
A bateria básica de íons de lítio aproveita a química de seus materiais. Essas baterias possuem lítio, um metal que perde um elétron, formando íons de lítio, onde a bateria recebe seu nome. Essas baterias são compostas por um eletrodo positivo chamado cátodo, que apresenta um óxido metálico (cobalto é uma escolha comum). Essas baterias também apresentam um eletrodo negativo chamado ânodo, que é comumente feito de grafite, e o grafite permite que o lítio se intercale entre ele.
Entre o cátodo e o ânodo, um eletrólito líquido facilita o movimento de íons de lítio do ânodo para o cátodo. A bateria também possui um separador poroso, que é vital para manter a segurança da bateria, pois evita que o ânodo e o cátodo entrem em contato direto um com o outro. Se os dois eletrodos da bateria entrassem em contato direto, o resultado seria catastrófico. Quando uma bateria de íons de lítio alimenta um dispositivo, o lítio intercalado no ânodo contendo grafite perde um elétron.
Este processo cria íons de lítio, bem como um elétron livre. Os íons de lítio se movem do ânodo para o cátodo através do eletrólito e do separador poroso. Enquanto os íons de lítio estão se movendo através do separador, os elétrons seguem um caminho diferente que os conduz através do dispositivo eletrônico que precisa ser alimentado. Uma vez que eles atravessam o dispositivo, os elétrons acabam no cátodo. Quando a bateria precisa ser recarregada, o processo basicamente recomeça, mas ao contrário.
É por isso que as baterias de íons de lítio são tão boas para uso em EVs, pois o processo pode ser repetido muitas vezes. Quando você carrega sua bateria de íons de lítio, o carregador força os elétrons para fora do cátodo, fornecendo um fluxo de elétrons para o ânodo. Isso faz com que todo o processo químico que ocorreu enquanto a bateria estava descarregando seja revertido, com os íons de lítio deixando o cátodo e voltando para o ânodo. Após a conclusão do processo de carregamento, a bateria está pronta para funcionar novamente.
A tecnologia de bateria EV continuará a melhorar
As baterias EV já estão fornecendo aos veículos elétricos um alcance surpreendente e podem ser usadas muitas vezes. Mas ainda há muitas coisas a melhorar em relação a essa tecnologia, especialmente como as baterias EV são recicladas quando atingem o fim de sua vida útil. Resta saber se a tecnologia de íons de lítio é mantida por tempo suficiente para ver melhorias monumentais ou substituídas por tecnologias promissoras, como baterias de estado sólido.
