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Bateria de carro elétrico carregada em apenas 10 minutos


Em um estudo publicado no periódico Joule (1), pesquisadores do Centro de Motor Eletroquímico da Universidade Estadual da Pensilvânia, EUA, demonstraram uma nova tecnologia que permite o carregamento completo das baterias convencionais de íon-lítio (2) de um carro elétrico - o que equivale a uma distância rodada de ~320 km - em apenas 10 minutos.

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(2) Leitura recomendada: Prêmio Nobel de Química vai para os pesquisadores que desenvolveram a bateria de íon-lítio

As baterias de íon-lítio degradam quando recarregadas rapidamente a temperatura ambiente porque, ao invés dos íons de lítico suavemente serem incorporados no ânodo de carbono (grafite), o lítio é depositado na forma de estacas (Li plating) sobre a superfície anódica. Esse padrão de deposição reduz a capacidade da célula eletroquímica, mas também pode causar anormalidades elétricas e outras condições não seguras na bateria. Por outro lado, baterias aquecidas acima do limite do plating, seja via aquecimento externo ou interno, não irão exibir o comportamento deletério de revestimento. Contra-balanceando, um excesso de aquecimento por relativo longo período também fomenta fortemente a degradação da bateria.

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Nesse sentido, os pesquisadores no novo estudo desenvolveram um método onde a bateria é aquecida até 60°C mas apenas por 10 minutos e então rapidamente resfriada para a temperatura ambiente (~25°C), inibindo a formação das estacas de lítio e ao mesmo tempo evitando a degradação térmica. O aquecimento na bateria foi alcançado via o uso de uma fina folha metálica de níquel com uma ponta anexada ao terminal negativo e a outra se estendendo fora da célula para criar um terceiro terminal. Um sensor térmico anexado a um interruptor causa os elétrons a fluírem através da folha de níquel para completar o circuito. Isso rapidamente aquece a folha de níquel através da resistência elétrica associada e eleva as temperaturas dentro da bateria. Eles também mostraram que o rápido resfriamento da bateria pode ser alcançado usando o sistema de resfriamento projetado dentro do carro. A grande diferença de temperatura (60°C para 25°C) também ajuda a aumentar a velocidade de resfriamento.

Hoje, as baterias dos carros elétricos, mesmo com o uso de super-carregadores em estações de recarga, demoram até 50 minutos para carregaram completamente. Com o novo protocolo de recarga (modulação assimétrica de temperatura, ATM), o alto aquecimento permite que os íons sejam incorporados muito mais rapidamente e de forma segura. E testes laboratoriais mostraram que a bateria (9,5-Ah 209-Wh/kg) sob esse novo processo de recarga retém 91,7% da capacidade após 2500 ciclos de rápida recarga (equivalente a ~805 mil quilômetros rodados).

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O aumento de preço na bateria devido às mudanças para o auto-aquecimento é de apenas 0,47%, e bem mais baixo que o custo associado a modelos já propostos com aquecedores externos. Os pesquisadores planejam agora otimizar o processo para uma tempo de recarga máximo de apenas 5 minutos. Ainda segundo os pesquisadores, veículos elétricos só se tornaram realmente competitivos quando puderem ser carregados tão rapidamente quanto os veículos tradicionais conseguem ser abastecidos com gasolina ou outro combustível (líquido ou gás).


(1) Publicação do estudo: Joule
Bateria de carro elétrico carregada em apenas 10 minutos Bateria de carro elétrico carregada em apenas 10 minutos Reviewed by Saber Atualizado on outubro 30, 2019 Rating: 5

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