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Baterias para veículos elétricos: mais baratas e maiores – novas soluções técnicas

Baterias para veículos elétricos: mais baratas e maiores – novas soluções técnicas
Um dos principais problemas dos veículos elétricos que impede a sua propagação é a sua autonomia, que depende das baterias. O que temos mais para hoje? São baterias de íon-lítio que podem fornecer aproximadamente 700 km de quilometragem em um carro da classe VIP nas melhores condições: ou seja, no verão, com um número mínimo de consumidores de energia envolvidos. E nos carros elétricos convencionais esse número é ainda menor, mais de duas vezes.


Fica claro que o objetivo dos projetistas de baterias e dos fabricantes de carros elétricos é criar uma bateria barata que garanta pelo menos 1000 km de autonomia. Os pesquisadores estavam convencidos de que a melhor opção no desenvolvimento de um produto era utilizar silício de alta capacidade. Sim, esse elemento químico passou a ser utilizado ativamente na fabricação de baterias. Mas, inesperadamente, surgiram problemas que impediram o uso generalizado de baterias com “recheio” de silício.

Problema não resolvido


Está associado a dificuldades específicas: o Si expande 3 vezes (às vezes mais) durante o carregamento e após o uso retorna às suas dimensões originais. Isto causa um problema para a aplicação prática da bateria num carro. Sua solução está em nanopartículas de silício. Porém, este material e seu processo de fabricação são bastante caros.

АКБ для электромобилей: дешевле и объемнее – новые технические решенияO tempo de carregamento de um carro em uma estação de carregamento elétrico está diminuindo gradativamente, graças às novas baterias. Foto: YouTube.com

Depois seguimos o caminho da consolidação e passamos a usar microelementos. Eles são maiores, mas mais baratos de produzir. No entanto, o principal problema permaneceu: a expansão do material anódico. Como resolver isso?

Pesquisa e resultados


Um grupo de cientistas da Coreia do Sul, cujos “ativistas” são S. Park, Dr. H. Bin e Ph.D. M. Jae, que trabalham na POSTECH, uma universidade científica de Pohang, propôs a sua solução. Eles criaram uma bateria de íons de lítio que usa micropartículas de Si e eletrólitos poliméricos na forma de gel. Este é o componente mais importante que garante o movimento dos íons entre “+” e “-”. Possui estrutura polimérica e garante a estabilidade do processo, o que não se pode dizer dos eletrólitos líquidos atualmente existentes.

O processo de substituição da bateria dos carros elétricos deve levar segundos, como na China. Foto: YouTube.com

Para ligar as micropartículas de silício e o gel, os cientistas usaram um feixe de elétrons. Como resultado deste efeito, o estresse causado pela expansão do Si é dissipado: o volume da bateria de íons de lítio não muda tanto, mas a estabilidade estrutural aumenta. Baterias com micropartículas de silício, cem vezes maiores que os nanoelementos tradicionalmente utilizados, demonstraram melhor estabilidade. Além disso, a nova bateria apresentou boa condutividade iônica inerente ao eletrólito líquido, resultando em um aumento na densidade de energia em 40%.

Sem entrar na essência científica da nova bateria, podemos dizer de forma mais simples - tal bateria garante maior quilometragem (até 1000 km) com custos de produção mais baixos. Lembremos: esses resultados foram alcançados na Coreia do Sul, mas e os concorrentes e, em primeiro lugar, a China? Eles também não dormem lá e oferecem suas próprias opções para aumentar a capacidade da bateria e reduzir seu custo.

Visualize o Grupo AESC


Trata-se de uma empresa chinesa que anunciou que este ano iniciará a produção em larga escala de baterias de automóveis para o Nissan Leaf. Espera-se que proporcionem uma reserva de marcha de pelo menos 1000 km. E não estamos falando de uma solução técnica fundamentalmente nova: “apenas” a empresa está revisando o número de células da bateria e seu layout.

Entre os veículos elétricos, o econômico Nissan Leaf é bastante popular. Foto: YouTube.com

Os chineses vão organizar a produção de novas baterias não em sua terra natal, o que parece incomum, mas na província de Ibaraki (Japão). O Grupo Envision AESC afirma que as baterias que desenvolveu terão o dobro da capacidade com as mesmas dimensões.

A brutalidade do crossover se dá não só pelas suas dimensões, mas também pelo seu peso (devido à bateria). Foto: YouTube.com

O tempo de carregamento será reduzido: será inferior a 20 minutos. Mas o peso vai aumentar: por exemplo, ficou conhecido: uma bateria semelhante para o GMC Hummer EV com capacidade de 247 kWh pesa mais de 1300 kg.

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Fotos usadas: https://youtube.com

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