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Avanço no design das baterias de íons de lítio pode revolucionar o desempenho dos carros elétricos no frio extremo – recarregando até 6x mais rápido.
Uma nova tecnologia de carregamento rápido promete transformar o mercado de carros elétricos, especialmente em regiões de clima frio. Cientistas desenvolveram um método inovador que permite reduzir em até seis vezes o tempo de recarga das baterias de íons de lítio em temperaturas extremamente baixas, como -10 °C. A pesquisa, publicada na revista científica Joule, representa um avanço importante para a popularização dos veículos elétricos em locais com invernos rigorosos.
Atualmente, o carregamento de baterias em condições de frio extremo é um dos principais desafios para a adoção em massa dos carros elétricos, devido à diminuição da eficiência energética e ao prolongamento do tempo de recarga. Com a nova técnica, os engenheiros encontraram uma solução que não apenas acelera o processo, mas também mantém a durabilidade das baterias.
Entenda como o frio prejudica o carregamento das baterias de íons de lítio
As baterias de íons de lítio, amplamente utilizadas em carros elétricos, sofrem consideravelmente com as baixas temperaturas. O frio engrossa o eletrólito líquido que transporta os íons de lítio entre os eletrodos, diminuindo a corrente elétrica e aumentando o tempo necessário para o carregamento.
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Além disso, em temperaturas negativas, as reações químicas dentro das baterias tornam-se menos eficientes, reduzindo a autonomia dos veículos e prejudicando o desempenho geral. Muitos proprietários de carros elétricos percebem uma queda de 20% a 40% na autonomia durante o inverno.
Até agora, as soluções propostas pelas montadoras incluíam o aumento da espessura dos eletrodos ou sistemas de aquecimento interno, mas essas alternativas apenas amenizavam o problema, sem atacar sua causa principal.
A inovação: estrutura perfurada e revestimento especial para carregamento rápido no frio
O novo método combina duas inovações principais para viabilizar o carregamento rápido em frio extremo:
Perfuração do ânodo com laser:
A equipe de pesquisadores criou “caminhos preferenciais” dentro do ânodo das baterias, perfurando camadas de grafite com feixes de laser. Essa técnica já havia sido testada anteriormente para melhorar o movimento dos íons de lítio, reduzindo a resistência interna e acelerando o carregamento.
Revestimento com borato-carbonato de lítio:
Para evitar a formação de depósitos de lítio — um problema comum durante a recarga em baixas temperaturas — os cientistas aplicaram uma fina camada de borato-carbonato de lítio nos ânodos. Esse material melhora a condução elétrica e estabiliza as reações químicas, permitindo que a bateria e cargas rápidas mesmo a -10 °C.
Com essa combinação, as baterias conseguiram um aumento de 500% na eficiência de carregamento em testes sob frio extremo, além de manter 97% da capacidade após 100 ciclos de carga rápida.
Impacto para o mercado de carros elétricos
A introdução dessa nova tecnologia de carregamento rápido pode resolver um dos principais entraves enfrentados por motoristas de carros elétricos: a queda drástica no desempenho das baterias em temperaturas negativas.
Segundo o pesquisador Neil Dasgupta, um dos autores do estudo, a inovação pode ser implementada sem a necessidade de grandes mudanças nos processos industriais já existentes. Ou seja, fabricantes poderiam adaptar rapidamente suas linhas de produção para incorporar a nova técnica.
Isso tem implicações significativas para o mercado global, especialmente em regiões com climas frios, como Canadá, norte dos Estados Unidos, Europa Central e países nórdicos, onde a popularização dos veículos elétricos enfrenta obstáculos devido ao rigor do inverno.
Benefícios além da velocidade de recarga
Além de acelerar o carregamento rápido no frio extremo, a inovação oferece outras vantagens importantes:
- Maior vida útil da bateria: a redução da formação de depósitos de lítio aumenta a durabilidade dos componentes internos.
- Eficiência energética: menos energia desperdiçada durante o carregamento, o que também melhora a autonomia dos veículos.
- Custo-benefício: a aplicação de materiais como o borato-carbonato de lítio é relativamente barata, o que pode minimizar o impacto nos preços finais dos automóveis.
- Sustentabilidade: baterias mais eficientes e duráveis reduzem a necessidade de substituições frequentes, diminuindo o impacto ambiental.
Próximos os: da pesquisa ao mercado
Embora a tecnologia ainda esteja em fase de testes laboratoriais, os resultados promissores já despertaram o interesse de grandes fabricantes de baterias e montadoras de carros elétricos.
A próxima etapa, segundo os pesquisadores, será realizar testes em escala piloto e validar a eficácia das baterias modificadas em condições de uso real, integradas a veículos comerciais. Se os resultados forem positivos, a expectativa é que as baterias com carregamento rápido para frio extremo cheguem ao mercado dentro de dois a três anos.
Empresas como Tesla, Ford e Volkswagen, que já investem pesadamente em baterias de nova geração, devem acompanhar de perto esses avanços.
O desenvolvimento de soluções para melhorar o desempenho de baterias de íons de lítio no frio é um o fundamental para viabilizar a adoção em massa dos carros elétricos. Sem essas melhorias, muitos consumidores em regiões frias podem continuar optando por veículos a combustão devido às limitações práticas enfrentadas no inverno.
Com a nova técnica de carregamento rápido, os motoristas poderão desfrutar de tempos de recarga competitivos em qualquer estação do ano, aumentando a atratividade dos veículos elétricos e acelerando a transição para uma mobilidade mais limpa e sustentável.
