Nova tecnologia de baterias carrega 5 vezes mais rápido em temperaturas geladas

Uma das coisas que poderá não saber sobre os veículos elétricos (VE) até viver com um é que carregam mais lentamente a temperaturas frias, o que significa que poderá ter de passar mais tempo numa estação de carregamento em longas viagens de inverno. E isso em muitos países é um problema. Agora, a solução poderá estar à vista!

As baterias não gostam do frio

Para além disso, o impacto do clima na química da bateria do seu automóvel e a energia consumida quando aquece o habitáculo e os bancos podem, em conjunto, minar cerca de 25% da autonomia quando circula a 115 km/h, em comparação com uma condução a esta velocidade com tempo ameno.

Os investigadores da Universidade de Michigan têm uma forma de resolver o primeiro problema. A técnica é alterar ligeiramente o processo de fabrico das baterias de iões de lítio para veículos elétricos. Assim, esta nova proposta permite um carregamento rápido a temperaturas extremamente baixas - até cinco vezes mais rápido - sem reduzir a sua densidade energética.

Para sermos mais precisos, o método da equipa permite um carregamento de “6C” a temperaturas tão baixas como -10 °C. O “C” é uma forma de exprimir a velocidade de carregamento relativamente à capacidade da bateria.

Assim, por exemplo, para um automóvel com uma bateria de 50 kWh, uma taxa de carregamento de 1C significaria carregar a 50 kW, e uma taxa de carregamento de 6C significaria carregar a 300 kW (6 × 50 kW). Isto é ridiculamente rápido - e potencialmente uma boa notícia para os futuros proprietários de veículos elétricos em climas frios.

Aconteceu há pouco mais de um ano, vários relatos de problemas com os carros da Tesla que se acumularam na zona de Chicago, nos EUA. Não conseguiam carregar nas estações Superchargers da cidade que está a ser afetada por uma onda de frio extremo.

Porque é que os automóveis carregam mais lentamente ao frio?

Porque o movimento dos iões de lítio para trás e para a frente entre os elétrodos através de um eletrólito líquido numa bateria abranda. Isto reduz tanto a velocidade de carregamento como a potência da bateria.

Então, como acelerar o carregamento de veículos elétricos? Uma forma é seguir o método do investigador Neil Dasgupta de perfurar a laser pequenos caminhos no ânodo de grafite que recebe os iões de lítio durante o carregamento.

Como está atualmente concebida, o carregamento funciona bem à temperatura ambiente, mas no frio, forma-se uma camada química de lítio na superfície do ânodo, impedindo-o de reagir com o eletrólito. Por isso, é necessário dar um passo em frente.

Um carregamento mais rápido em climas frios poderá ajudar a resolver uma preocupação das pessoas que se interrogam se um veículo elétrico é uma boa escolha para o seu próximo carro.

Assim, ao revestir o ânodo de grafite perfurado a laser com um material vítreo feito de carbonato de borato de lítio, o carregamento pode ser acelerado cinco vezes mais do que a taxa observada em temperaturas abaixo de zero. A equipa publicou um artigo que documenta este trabalho na revista Joule no mês passado.

Os investigadores referem que este método tem potencial para dar resposta a uma das principais preocupações citadas por muitos proprietários, quer nos EUA, quer na Europa, em países onde tendencialmente o inverno traz temperaturas abaixo de zero.