.
Resumo
- As baterias de lítio-silício melhoram o desempenho através da integração do ânodo de silício, o que aumenta a densidade de energia em 20-40%.
- A tecnologia SCC55 do Group14 aprimora as baterias de íons de lítio controlando o inchaço do silício, reduzindo o tempo de carga e prolongando a vida útil.
- SCC55 eleva as baterias tradicionais de íons de lítio e tem um potencial de expansão econômico.
Com baterias de estado sólido ao virar da esquina, bem como grandes avanços sendo feitos em outras químicas de baterias como LFP (para fosfato de ferro-lítio), seria totalmente correto presumir que a corrida dos veículos elétricos (EV) está avançando rapidamente. Tão rápido, na verdade, que está se tornando cada vez mais difícil acompanhar as últimas tendências e, talvez o mais importante, confuso para você, consumidor.
Afinal, por que você se comprometeria com um veículo elétrico de íons de lítio da geração atual quando sabe que uma tecnologia de bateria mais nova, mais rápida e mais eficiente está chegando, certo?
Acontece que as baterias de íons de lítio não irão a lugar nenhum tão cedo. Grupo14 Tecnologias, com sede em Maltby, Washington, tem se mantido ocupada com silício para melhorar o desempenho das baterias de íon-lítio. Acredita que estamos apenas começando a explorar todo o seu potencial, atraindo a atenção de alguns fabricantes de automóveis de renome no processo.
10 empresas que trabalham incansavelmente em baterias de estado sólido
Ao tornar os VEs mais práticos e eficientes, as baterias de estado sólido irão remodelar o futuro da energia sustentável.
A bateria de lítio-silício explicada
As baterias de lítio-silício são essencialmente baterias de íon-lítio que integram silício em seu ânodo para melhorar a eficiência da bateria. O silício tem até dez vezes a capacidade de lítio do grafite (3600 mAh/g versus 372 mAh/g) – o material atualmente dominante usado – tornando-o uma perspectiva muito mais atraente para o desempenho da bateria.
Ao usar silício em vez de grafite como material condutor para a liberação de íons de lítio, você melhora inerentemente o desempenho geral da bateria; seja o alcance, os tempos de carga ou o número de ciclos de carga que pode suportar.
No papel, então, as baterias de lítio-silício constituem a solução perfeita para mitigar os atuais pontos fracos da bateria de íon-lítio, como longos tempos de carga, perda de autonomia em clima frio e degradação precoce, tudo com a promessa de uma autonomia de 20 a 40 % de aumento na densidade de energia.
É claro que há um problema. O silício tem uma carga volumétrica muito maior do que o grafite, levando a um fenômeno conhecido na indústria como “inchaço” do silício. Isto leva a estresse anisotrópico, ou instabilidades dentro do ânodo, o que afeta negativamente a longevidade da bateria.
SCC55 está mudando o jogo do íon de lítio
É aí que entra a tecnologia SCC55 do Group14. Ao empregar um composto patenteado de silício-carbono que ajuda a controlar a rápida expansão do silício, ele pode melhorar a longevidade do ânodo e extrair mais densidade de energia da bateria. Grant Ray, vice-presidente do Group14, chama isso eloquentemente de invólucro de carbono, projetado internamente para controlar o comportamento de expansão do silício.
Tradução? O SCC55 ajuda as baterias tradicionais de íons de lítio a acelerar o tempo de carregamento para meros minutos, ao mesmo tempo que melhora sua vida útil em 50%, conforme afirma o Group14. Numa colaboração recente com um dos seus parceiros, StoreDot, a tecnologia SCC55 permitiu que uma bateria de íons de lítio carregasse até 80% em apenas 10 minutos. A beleza do SCC55 é que ele pode ser dimensionado para ser incrivelmente econômico e integrado às cadeias de fornecimento de baterias de íons de lítio existentes. Na verdade, a StorDot está atualmente a trabalhar com a Polestar para reduzir os tempos de carregamento dos seus futuros modelos.
Agora, isso significa que a tecnologia do silício tornará obsoletas as baterias de estado sólido? Não obsoleto, pois o SCC55 também será compatível com essa tecnologia. Mas Ray Grant acredita que o SCC55 ajudará a elevar certos fornecedores de baterias no mundo do íon de lítio, permitindo-lhes permanecer competitivos mesmo na era do estado sólido, sempre que ela chegar. Ele me lembrou durante a entrevista que, embora existam baterias de íons de lítio, ainda usamos tecnologia de bateria de chumbo. Tudo se resume a uma questão de necessidades e custo-benefício.
Ainda vemos um enorme potencial nas baterias de íons de lítio. Veja o trabalho que está sendo feito atualmente com o LFP. Tem pernas de verdade! As possibilidades do LFP do ponto de vista de custo, principalmente quando você o combina com silício, quero dizer, uau! No papel, uma bateria LFP baseada em silício oferece tudo o que um fornecedor de baterias poderia esperar: desempenho da bateria, desempenho de carga, confiabilidade e economia.
Então, o que o SCC55 significará para o futuro dos VEs? Embora Ray preferisse permanecer calado sobre as parcerias que sua empresa tem se ocupado em garantir, é um fato conhecido que grandes fabricantes de automóveis como Porsche demonstrou interesse e poderá integrar a tecnologia nas suas baterias de iões de lítio já este ano. O Group14 afirma que, olhando para as empresas com as quais tem parceria atualmente, como SKvocê pode facilmente ter uma ideia de quais veículos elétricos utilizarão em breve a tecnologia SCC55 do Group14.
A revolução do íon-lítio está chegando
Curiosamente, minha entrevista com Grant ocorreu um dia depois que a BMW revelou seu conceito de crossover elétrico Neue Klasse X, um EV que deveria, de acordo com a BMW, fazer grandes avanços em termos de eficiência da bateria de íons de lítio.
De acordo com a BMW, suas novas células cilíndricas de íons de lítio, desenvolvidas em parceria com a empresa chinesa de baterias EVE Energy, têm densidade de energia volumétrica 20% maior do que suas células prismáticas existentes, ao mesmo tempo que oferecem até 30% mais alcance. Quando questionado se a tecnologia SCC55 chegará aos futuros BMWs, Grant Ray preferiu não comentar.
Há três décadas que trabalhamos para melhorar as baterias de iões de lítio. Para a tecnologia de silício, quase não arranhamos nada. Porque é novo. Somos a empresa capaz de fornecer esses materiais em grande escala e em breve veremos essa tecnologia em ação em uma ampla gama de aplicações.
.
