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Jul 23, 2023

O caminho para melhores baterias EV começa no chão de fábrica

Um novo método para fabricar baterias EV poderia reduzir custos, melhorar o desempenho e eliminar lamas tóxicas, para começar. Por Publicado Agora que a transição do veículo elétrico está acontecendo a todo vapor

Um novo método para fabricar baterias EV poderia reduzir custos, melhorar o desempenho e eliminar lamas tóxicas, para começar.

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Agora que a transição dos veículos elétricos está avançando a todo vapor, as montadoras estão lutando para conseguir baterias EV suficientes para atender à demanda. Isso significa lítio, lítio e mais lítio. A abertura de novas linhas de abastecimento é uma estratégia fundamental, mas a atenção também está focada nas tecnologias de produção da próxima geração que extraem até ao último mínimo o valor de emissão zero do metal macio e branco prateado.

O mais recente desenvolvimento em tecnologia de baterias EV vem do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL), que faz parte da extensa rede de instalações de pesquisa do Departamento de Energia dos EUA, em uma parceria público-privada com a empresa americana de armazenamento de energia Navitas Systems.

A equipe de pesquisa mirou no método convencional baseado em pasta para aplicar lítio aos eletrodos de baterias EV. O método da lama é eficaz até certo ponto, mas a lama em si é uma mistura de solventes tóxicos que apresentam riscos de impactos à saúde e ao meio ambiente. O método de pasta também envolve despesas adicionais, incluindo secagem e retorno ao processo.

Em vez de tentar reduzir os solventes tóxicos na pasta de lítio, a equipe de pesquisa do ORNL abandonou-a completamente, em favor do novo método de processamento a seco.

O novo método envolve a criação de um material compacto à base de pó. Isso não é tão simples quanto parece, mas a recompensa pode ser enorme em termos de prolongar a vida útil das baterias EV e melhorar seu desempenho.

“Isso elimina o solvente ao mesmo tempo que se mostra promissor no fornecimento de uma bateria durável, menos sobrecarregada por elementos inativos e capaz de manter alta capacidade de armazenamento de energia após o uso”, relatou Oak Ridge no início desta semana (veja mais de nossa cobertura em Oak Ridge aqui) .

“Essas melhorias poderiam impulsionar uma adoção mais ampla de veículos elétricos, ajudando a reduzir as emissões de carbono e a atingir as metas climáticas dos EUA”, acrescentou o laboratório.

Não prenda a respiração pelas novas baterias EV de íons de lítio não tóxicas e sem lama do futuro. A equipa do ORNL ainda está na fase inicial do processo de I&D. No entanto, o método de processamento a seco já é conhecido como um método de fabricação que economiza espaço, tempo e energia. O laboratório também cita custos iniciais mais baixos e maior eficiência na eliminação de resíduos como benefícios.

O principal pesquisador do lado da Navitas, Bryan Steinhoff, explica que os fabricantes podem abandonar equipamentos volumosos de revestimento e solvente se mudarem para o método de processamento a seco. “Se você puder usar um processo a seco, poderá reduzir sua pegada em até 40 ou 50%, economizando centenas de milhões de dólares”, diz Steinhoff, referindo-se ao custo de novas fábricas de baterias EV em gigaescala.

ORNL também destaca que o processamento a seco é compatível com outros equipamentos de fabricação de eletrodos.

Porém, saber o que funciona não é o mesmo que saber por que funciona. Compreender o porquê é o próximo passo antes que o processamento a seco possa ser aplicado às baterias EV para o mercado de massa.

Na fase atual da pesquisa, a equipe do ORNL analisou eletrodos processados ​​a seco fabricados pela Navitas e relatou seus resultados no Chemical Engineering Journal.

Confira o trabalho deles com o título “Baterias de íon de lítio de alto rendimento e alto desempenho por meio de processamento a seco”. Para aqueles que estão em trânsito, a resposta curta é que o processamento a seco permite que os fabricantes coloquem mais materiais ativos no eletrodo.

O eletrodo mais espesso é relativamente fácil de fabricar e pode levar a ganhos no desempenho de carregamento, mas isso leva a uma resposta longa. A espessura do eletrodo pode ser um fator limitante em termos de potência. Na próxima fase da pesquisa, um foco de atenção será o ligante de politetrafluoroetileno para o pó de lítio.

“O principal objetivo deste projeto é desenvolver ou identificar um ligante melhor para o processo seco, porque o ligante atual não é muito estável para o ambiente anódico”, explicou Oak Ridge Jianlin Li, co-líder da equipe, juntamente com Runming Tao do ORNL.