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Resumo
- A Toyota é conhecida por seus veículos híbridos, mas está atrasada para o mercado de veículos totalmente elétricos. No entanto, eles podem ter encontrado um avanço na tecnologia de baterias de estado sólido.
- As baterias de estado sólido oferecem vantagens em relação às baterias de íons de lítio, incluindo maior segurança, maior densidade de energia, maior alcance e tempos de carregamento mais rápidos.
- A Toyota planeja lançar suas baterias de estado sólido até 2027, oferecendo um alcance impressionante de até 1.500 quilômetros e tempos de carregamento de apenas 10 minutos, mas os custos de produção precisam ser reduzidos para adoção em massa.
As montadoras japonesas lançaram notoriamente o primeiro híbrido produzido em massa com o Toyota Prius no final dos anos 90. Embora tenham implementado baterias elétricas nos seus veículos muito antes de outras marcas de renome, chegaram surpreendentemente tarde ao jogo quando se trata de veículos totalmente elétricos (EV). Entrevistas com representantes da Toyota lançaram alguma luz sobre o assunto, afirmando que mesmo que a indústria automóvel estivesse pronta para uma mudança total para veículos eléctricos, a Terra ficaria rapidamente sem os recursos naturais necessários para fabricar as baterias de lítio que estão no mercado. centro de todos os carros e caminhões elétricos produzidos.
Empresas como Ford, Tesla, General Motors, Hyundai e muitas outras lançaram vários veículos elétricos no mercado, enquanto a Toyota revelou recentemente o seu primeiro EV. O Toyota bZ4X é um crossover SUV elétrico que deverá chegar ainda este ano. Embora pareça que a empresa possa estar cedendo parcialmente para poder acompanhar a corrida dos EV, as montadoras devem fazer algo que as impulsione a superar a concorrência. Os engenheiros da Toyota podem ter encontrado esta resposta com a nova tecnologia de baterias de estado sólido. A empresa já planeava oferecer EVs com baterias de estado sólido até 2025, que era o seu foco principal, mas pode ter descoberto algo ainda melhor dentro do mesmo tipo de tecnologia.
Utilizando os dados mais atualizados encontrados nos sites das montadoras, comunicados de imprensa e entrevistas de outros sites respeitáveis, compilamos as informações mais recentes possíveis.
Atualizado em 12 de setembro de 2023: Decidimos atualizar e atualizar este artigo em vez de deixá-lo se perder porque houve atualizações significativas sobre as baterias de estado sólido da Toyota. Continue voltando aqui para mais atualizações e informações recentes.
O que são baterias de estado sólido?
Em primeiro lugar, para compreender exactamente o que este avanço pode significar para a indústria automóvel, é essencial compreender a diferença entre as baterias de estado sólido e as actuais baterias de iões de lítio utilizadas nos veículos eléctricos actuais. As baterias de íons de lítio encontradas na maioria dos veículos elétricos na estrada usam um eletrólito líquido ou em forma de gel que transporta as partículas carregadas da bateria de um eletrodo para o outro. Infelizmente, surgem desafios específicos devido à uso de um eletrólito líquido que se tornou uma preocupação significativa de segurança.
Sabe-se que essas baterias apresentam vazamento ou superaquecimento, o que pode ameaçar seriamente o motorista e os passageiros. A composição do material eletrolítico é geralmente composta por sais de lítio e solventes orgânicos, ambos muito inflamáveis e com potencial de pegar fogo quando expostos ao oxigênio. Além disso, sabe-se que estas baterias se degradam muito mais rapidamente, fazendo com que os consumidores substituam as baterias dos seus veículos ao longo do tempo, o que pode ser muito caro.
Cada vez que a bateria é carregada, os íons de lítio são fisicamente separados entre outros átomos no eletrodo, fazendo com que o eletrodo cresça durante o carregamento. Depois de concluído, o material encolhe novamente, mas esse ciclo constante de crescimento e encolhimento forma pequenas rachaduras que reduzem a capacidade da bateria de armazenar carga. É aqui que as baterias de estado sólido são uma virada de jogo. Como o nome sugere, as baterias de estado sólido trocam o eletrólito líquido por um sólido. Ao fazer isso, o eletrólito sólido diminui significativamente o risco de vazamento e superaquecimento.
Além disso, a estrutura mais estável do eletrólito sólido permite uma densidade de energia mais elevada do que as baterias de iões líquidos, proporcionando aos VEs um alcance muito maior com uma única carga. Com maior densidade de energia, as baterias de estado sólido podem ser produzidas em formas mais compactas, evitando a expansão e o encolhimento do material que leva à degradação sofrida pelas baterias de íon-lítio. Isto também significa tempos de carregamento mais rápidos para os veículos. A vida útil mais longa oferecida significa potencialmente que essas baterias podem durar até mais que a vida útil do próprio veículo.
No entanto, ainda existem alguns obstáculos que precisam ser enfrentados antes que possam substituir as atuais baterias elétricas. Por um lado, é muito caro produzir essas baterias, e os fabricantes têm tido dificuldade em encontrar um material eletrolítico sólido que possa conduzir os eletrólitos à temperatura ambiente. A vida útil dessas baterias também tem sido um grande problema para todos os engenheiros do setor. No entanto, a Toyota afirma ter encontrado um avanço para este problema, e os engenheiros poderão vê-los implementando essas baterias em seus veículos nos próximos anos.
Tecnologia inovadora de bateria de estado sólido da Toyota
O mundo pode ter pensado que a Toyota estava a atrasar as suas próprias ofertas de veículos eléctricos, mas o facto é que eles estavam no processo de encontrar uma forma melhor de trazer essas ofertas para o mercado. Os engenheiros sabiam que as baterias atuais não seriam capazes de sustentar a procura por muito tempo, por isso as equipas de investigação passaram a trabalhar numa direção diferente. A indústria de baterias de estado sólido vacilou para alguns fabricantes de automóveis porque as baterias de íons de lítio estavam atendendo à demanda. Ainda assim, a Toyota se manteve forte, e isso fica evidente com todos os avanços inovadores que eles fizeram nos últimos tempos na indústria de baterias de estado sólido.
- Toyota tem mais de 1.000 patentes em pesquisa de baterias de estado sólido
- Baterias de estado sólido de primeira geração permitirão até 745 milhas de alcance
- Baterias de estado sólido de segunda geração levarão isso para 932 milhas
- Espere que os tempos de carregamento também fiquem melhores e mais rápidos
Em uma entrevista recente com o diretor de tecnologia Hiroki Nakajima, ele anunciou que as montadoras japonesas haviam superado o obstáculo, dizendo: “Encontramos material de qualidade.” Embora não houvesse detalhes exatos sobre o tipo de material, a empresa anunciou seu plano de lançar uma bateria de estado sólido já em 2027. Isso não é surpreendente para muitos, já que a Toyota lidera o setor em pesquisa de baterias de estado sólido. tendo bem mais de 1.000 patentes.
As montadoras japonesas planejam instalar essas baterias em seus veículos híbridos alguns anos antes do lançamento do primeiro EV. Quando as baterias de estado sólido forem lançadas em 2027 ou 2028, a Toyota diz que darão aos seus EVs um alcance impressionante de 745 milhas, superando o alcance recorde de 520 milhas da Lucid Air. Além disso, a tecnologia da Toyota será capaz de reduzir o tempo de carregamento para apenas 10 minutos.
Eventualmente, a montadora lançará uma bateria de estado sólido de segunda geração que aumentará ainda mais o alcance de seu EV, com alcance de 1.500 quilômetros e tempos de carregamento inferiores a 10 minutos. Para colocar as coisas em perspectiva, o EV mais vendido atualmente, o Tesla Model Y, tem um alcance máximo de 330 milhas com seu acabamento mais caro e tempos de carregamento de 15 minutos ao usar o Tesla Supercharger. O único EV atual da Toyota, o bZ4x, tem cerca de 318 milhas com uma única carga e leva cerca de 30 minutos para carregar.
Esta nova tecnologia mais do que duplicará a autonomia atual dos seus veículos elétricos e diminuirá os tempos de carregamento em cerca de 67 por cento. A principal razão pela qual ninguém os verá nas estradas até ao final desta década é devido aos elevados custos de produção. Se a Toyota quiser produzir veículos elétricos em massa com esta nova bateria, os fabricantes de automóveis terão de continuar a procurar formas de reduzir os custos de produção, tornando-a acessível aos seus consumidores.
Situação atual dos veículos elétricos da Toyota
Embora ainda falte algum tempo até que o público possa colocar as mãos nesses EVs movidos a bateria de estado sólido, A Toyota está aumentando o desempenho de suas baterias de íons de lítio. Espera-se que estas baterias de iões de lítio de próxima geração sejam lançadas até 2026, proporcionando aos futuros veículos eléctricos até 621 milhas de autonomia com uma única carga, duplicando a autonomia actual dos veículos eléctricos e reduzindo o custo de produção em 20 por cento. Além disso, essas baterias poderão carregar de 10% a 80% em apenas 20 minutos. Essas novas baterias “bipolares” de fosfato de ferro-lítio (LFP) virão em vários formatos, incluindo uma opção de alto desempenho.
Muitas outras montadoras também estão correndo para comercializar baterias de estado sólido. Em novembro de 2022, a Honda anunciou a descoberta de um novo tecido polimérico que ajudaria a prolongar a curta vida útil de muitas das atuais baterias de estado sólido. Eles ainda não divulgaram quaisquer tempos de carregamento ou faixas esperadas, mas planejam vendê-los ao público até 2028.
Embora a Toyota esteja em falta na indústria de veículos elétricos em comparação com outras marcas de automóveis, a empresa pretende expandir as suas vendas anuais. Embora a Toyota tenha vendido apenas cerca de 20.000 EVs em todo o mundo no ano passado, a montadora pretende aumentar suas vendas para 1,5 milhão de unidades até 2026 e depois dobrar esse número até 2030. Os planos da Toyota para o seu setor de veículos elétricos são definitivamente ambiciosos. Mas se a empresa japonesa conseguir encontrar uma solução para produzir em massa as suas baterias de estado sólido, não há dúvida de que a Toyota se tornará um dos principais fabricantes de veículos elétricos em 2030.
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