Nova tecnologia pode carregar totalmente um carro elétrico em apenas 10 minutos
O novo tipo de tecnologia de bateria desenvolvida por cientistas da Penn State University supera os gargalos existentes para oferecer uma bateria de EV que leva apenas alguns minutos para voltar a 100% de carga
É chamado de “ansiedade de alcance” e é frequentemente apontado como uma das principais razões pelas quais a captação de veículos elétricos a bateria por consumidores ainda não decolou.
Em poucas palavras, a ansiedade de alcance é o medo de que a bateria de um carro elétrico não aguente suco suficiente para chegar aonde você precisa ir – e as velocidades de carregamento ultra-lentas de hoje (até uma hora ou potencialmente muito mais) não realmente ajudar o problema.
O que pode aliviar o problema é um novo tipo de tecnologia de bateria desenvolvida por cientistas da Penn State University, que supera os gargalos existentes para oferecer uma bateria de EV que leva apenas alguns minutos para voltar a 100% de carga.
“Demonstramos que podemos carregar um veículo elétrico em 10 minutos por uma faixa de 200 a 300 milhas”, diz o engenheiro químico Chao-Yang Wang.
“E podemos fazer isso mantendo 2.500 ciclos de carregamento, ou o equivalente a meio milhão de quilômetros de viagem”, salienta.
Essa última parte é importante, porque as baterias EV – bem como as do seu smartphone ou notebook – são baterias de íons de lítio , que possuem um número limitado de ciclos de carga / descarga antes que se degradem além do ponto de serem úteis.
Um dos fatores que pode acelerar a degradação é o calor (e é por isso que as empresas sempre dizem para você não deixar as baterias em seus dispositivos elétricos pessoais ficarem muito quentes, pois isso pode reduzir sua vida útil).
Essa realidade também é um obstáculo para algo que o Departamento de Energia dos EUA deseja alcançar para baterias EV: um padrão chamado carregamento extremamente rápido (XFC), que o corpo espera permitir que baterias EV possam ser totalmente carregadas a uma distância de 200 milhas em menos de 10 minutos.
Solução alternativa
De acordo com a equipe da Penn, seu novo design de bateria – se dimensionado – poderia atender a esse ambicioso objetivo tecnológico, graças a uma solução alternativa que contorna um dos maiores desafios para se alcançar o XFC.
“Uma barreira crítica ao XFC é o revestimento de Li, que geralmente ocorre com altas taxas de carga e deteriora drasticamente a vida útil e a segurança da bateria”, explicam os pesquisadores em seu novo artigo.
A galvanização ocorre quando depósitos de lítio se formam ao redor do ânodo da bateria durante o carregamento. Embora o calor elevado seja ruim para as baterias de íon-lítio, porém, o aumento da temperatura por períodos curtos parece realmente resultar em menos revestimento de Li, revela a pesquisa da equipe.
“No passado, acreditava-se universalmente que as baterias de íons de lítio deveriam evitar operar em altas temperaturas devido à preocupação de reações colaterais aceleradas”, diz Wang.
Benefícios
“Este estudo sugere que os benefícios do revestimento de lítio mitigado a temperatura elevada com tempo de exposição limitado superam em muito o impacto negativo associado a reações colaterais exacerbadas.”
Especificamente, os pesquisadores descobriram que as baterias aquecidas temporariamente até 60 graus Celsius (140 graus Fahrenheit) pelos 10 minutos durante os quais foram carregadas, poderiam atingir o padrão XFC teórico, enquanto duravam cerca de 1.700 ciclos de carga.
Por outro lado, uma bateria de controle não aquecida no experimento degradou após apenas 60 ciclos. Embora o aquecimento de uma bateria de íons de lítio possa parecer não convencional (e definitivamente não é algo que você deva tentar em casa), ele apresentou resultados aqui.
“Levar esta bateria ao extremo de 60 graus Celsius é proibido na área de baterias”, diz Wang . “É muito alto e considerado um perigo para os materiais e reduziria drasticamente a vida útil da bateria.”
Porém, em seus testes controlados, a técnica de aquecimento eliminou o revestimento de Li, mas teve duração curta o suficiente para evitar o desenvolvimento de outras formações prejudiciais na bateria, chamadas crescimentos de eletrólito sólido-interfase (SEI).
Mas a equipe ainda não está pronta. Agora que atingiram efetivamente o objetivo do XFC – ou pelo menos o componente da bateria -, estão analisando quais tipos de materiais podem ser necessários para carregar totalmente uma bateria EV em apenas 5 minutos.
Com informações: Science Alert / Joule