Nova bateria para carros elétricos pode revolucionar a indústria

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Uma empresa norte-americana chamada QuantumScape anunciou nesta semana que seus esforços de quase uma década para desenvolver um novo tipo de bateria para carros elétricos estão dando frutos, e que conseguiu um “salto” em testes recentes do conceito.

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As atuais baterias para carros elétricos usam a tecnologia de íons de lítio (também conhecidas como Li-Ion, ou Lithium Ion), o mesmo tipo usado em smartphones, tablets e notebooks. Elas contêm um material líquido que funciona como um eletrólito, permitindo que os íons de lítio fluam do polo positivo da bateria (catodo) para o polo negativo (ânodo), gerando uma corrente elétrica.

Embora seja amplamente usada, esta tecnologia tem uma série de desvantagens. Entre elas um longo tempo de recarga e o desgaste gerado pelo crescimento de “dendritos”, estruturas rígidas com projeções pontiagudas que aceleram reações indesejadas entre o eletrólito e o lítio, causando a falha da bateria.

Além disso, o eletrólito pode congelar em temperaturas muito baixas e todo o conjunto é instável. Uma célula da bateria que seja perfurada, durante uma colisão, por exemplo, pode entrar em combustão espontânea em questão de instantes. Isso iniciará uma reação em cadeia com as células vizinhas que pode fazer com que um veículo seja rapidamente envolto em chamas de altíssima temperatura e difíceis de controlar.

A solução da QuantumScape é a bateria de lítio-metal, uma bateria para carros elétricos com tecnologia de “estado sólido”, já que dispensa o eletrólito líquido. Em seu lugar ela usa um separador cerâmico seco, que permite transferência de energia com mais eficiência.

Benefícios da tecnologia de estado sólido

Ela não é 100% de estado sólido, já que ainda existe um componente em forma de gel. Mas parece ter eliminado os principais pontos negativos de um eletrólito líquido: funciona em tempo frio sem congelar e não permite o surgimento de dendritos que prejudicam a eficiência da bateria.

Segundo testes da empresa, que recebeu financiamento da Volkswagen e de Bill Gates, veículos com baterias de lítio-metal podem percorrer distâncias até 80% maiores que aqueles com baterias de íons de lítio.

Elas mantêm mais de 80% da capacidade após 800 ciclos de carga, muito mais que as baterias para carros elétricos atuais, e tem recarga rápida: chegam a 80% da capacidade em apenas 15 minutos. A empresa afirma que tudo isso pode se traduzir em baterias capazes de alimentar um veículo por “centenas de milhares de quilômetros” antes que precise ser substituída.

“Acreditamos que fomos os primeiros a ‘resolver’ o quebra-cabeças do estado sólido”, disse Jagdeep Singh, fundador e CEO da QuantumScape. “Não vemos nada no horizonte que chegue sequer perto do que estamos fazendo”.

A QuantumScape ainda tem desafios a enfrentar. Os testes da nova bateria para carros elétricos foram feitos com células de apenas uma camada, mas uma versão final pronta para uso em veículos pode exigir até 100 camadas. O aumento na espessura pode levar ao surgimento de obstáculos e problemas inesperados.

Mas o conceito foi recebido com entusiasmo. Segundo Stan Whittingham, co-inventor da bateria de íons de lítio e vencedor do prêmio Nobel de química em 2019, “a parte mais difícil na construção de uma bateria de estado sólido é atender simultaneamente a quatro requisitos: grande densidade energética, carga rápida, grande quantidade de ciclos e operação em uma ampla faixa de temperaturas”.

“Os dados mostram que as células da QuantumScape atendem a estes requisitos, algo que nunca foi relatado antes. Se a QuantumScape conseguir colocar esta tecnologia em produção em massa, ela tem o potencial para transformar a indústria”, afirmou.

Fonte: TechXplore