Bateria com aquecimento interno recarrega em 11 minutos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/10/2022

Protótipo da bateria de carregamento rápido, com a caixa preta na parte superior contendo um sistema de gerenciamento para controlar a operação.
[Imagem: EC Power]

Recarregamento rápido

Já existem protótipos de demonstração de baterias que recarregam em menos de um minuto, mas ainda não são tecnologias prontas para uso em baterias de pequeno porte.

Por isso, recarregar em 11 minutos uma bateria pronta para ser usada em um veículo elétrico é um feito digno de nota e com potencial para fazer a diferença na eletrificação dos transportes.

"Nossa tecnologia de carregamento rápido funciona para a maioria das baterias densas em energia e abrirá uma nova possibilidade de reduzir o tamanho das baterias dos veículos elétricos, de 150 para 50 kWh, sem causar ansiedade nos motoristas," disse o professor Chao-Yang Wang, da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos EUA. "As baterias menores e de carregamento mais rápido reduzirão drasticamente o custo da bateria e o uso de matérias-primas críticas, como cobalto, grafite e lítio, permitindo a adoção em massa de carros elétricos acessíveis."

Os pesquisadores destacam que não se trata meramente de aumentar a autonomia dos carros elétricos por uma questão de conforto dos motoristas, mas simplesmente porque não há matérias-primas minerais disponíveis para promover uma eletrificação generalizada dos automóveis, como se pretende, se as baterias se mantiverem nas dimensões usadas hoje.

"Como não há minerais brutos suficientes para que todos os carros com motor de combustão interna sejam substituídos por veículos elétricos equipados com 150 kWh, o carregamento rápido é imperativo para que os veículos elétricos se tornem populares," escreveu a equipe em seu artigo. "Baterias de carregamento rápido verdadeiras teriam impacto imediato."

Bateria com autoaquecimento

A tecnologia se baseia na modulação térmica interna, um método ativo de controle de temperatura que mantém a bateria na temperatura ideal de funcionamento.

As baterias funcionam com mais eficiência quando estão quentes - mas não quentes demais, ou elas podem explodir. Mantê-las consistentemente na temperatura ótima tem sido um grande desafio, com a solução mais comum na forma de sistemas externos de aquecimento e resfriamento. Mas essas alternativas se mostraram volumosas demais, além de apresentarem um tempo de resposta inadequado.

A equipe do professor Wang decidiu controlar a temperatura da bateria de dentro. Para isso, eles desenvolveram uma nova arquitetura que adiciona uma folha de níquel ultrafina como quarto componente da bateria - além de ânodo, eletrólito e cátodo.

Atuando como um estímulo, a folha de níquel autorregula a temperatura e a reatividade da bateria, o que permite um carregamento rápido. Uma bateria de íons de lítio dotada desse sistema de autoaquecimento atinge 70% de sua carga máxima em 11 minutos, o que é suficiente para rodar 320 km em um veículo elétrico médio.

A equipe anunciou já ter um parceiro comercial para colocar no mercado suas baterias de lítio de recarregamento ultrarrápido.

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