Sistemas de armazenamento - 2
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FotoVolt - Maio - 2022
Que fatores definirão o futuro da tecnologia das baterias de lítio? Matt Damasceno*
Aspectos como disponibilidade das matérias-primas na natureza, variações de preços dos materiais e questões ambientais e humanitárias serão determinantes para o domínio de uma ou outra tecnologia de célula de lítio para cada aplicação.
Blue Planet Studio
A
s indústrias automotivas, de transporte de cargas e de sistemas estacionários de armazenamento de energia para sistemas fotovoltaicos, eólicos e maremotrizes estão tentando identificar a melhor tecnologia de baterias de lítio para atender suas metas de desempenho, lucro financeiro e maior participação de mercado. Há muitos fatores que devem ser considerados nessa análise, tais como a seleção de matérias-primas, formato das células de lítio, configuração e arquitetura dos módulos da bateria, assim como o seu design de engenharia. Analisando o primeiro aspecto básico e técnico desses fatores, a matériaprima, verificamos que a indústria de lítio global continua a investir bilhões de dólares anualmente em P&D e ciência dos materiais tentando identificar o melhor, mais abundante, e mais seguro material para as células de lítio a longo prazo. Porém, algo necessita ser feito para atender a demanda do mercado já no curto prazo. Diante deste cenário, as principais montadoras automotivas e outras empresas no mercado de baterias devem escolher entre as soluções tecnicamente disponíveis hoje, e então tentar adaptá-las para satisfazer as necessi-
dades dos seus clientes, o que leva à não-padronização do mercado, altas variações e discrepâncias entre tecnologias, assim como elevado custo. Os três principais tipos de baterias de lítio disponíveis no mercado hoje usam o carbono (grafite) como principal componente químico do ânodo, diferindo entre si quanto à matéria-prima usada no cátodo. São eles LFP (lítio-ferro-fosfato), NMC (níquel-manganês-cobalto) e NCA (níquel-cobalto-alumínio). Essa diferença de matéria-prima é determinante para todos os aspectos técnicos: desempenho, densidade energética, C-rates (tolerâncias de ciclos rápidos) de carga e descarga, ciclo de vida, segurança e temperatura de operação ― e, consequentemente, para a aplicação mais apropriada para diferentes mercados. Não há um tipo de bateria de lítio que consiga atender a toda a gama de aplicações, e não há atualmente um tipo “preferido” de tecnologia ou matériaprima para células de baterias de lítio. Diferentes aplicações no mercado exigem diferentes requisitos. As exigências do setor automotivo são distintas das
do setor de transporte de cargas pesadas, as quais também diferem das dos sistemas estacionários de armazenamento de energia para os setores fotovoltaico, eólico e outros. As baterias de LFP são as mais empregadas no mercado da China e grande parte das empresas chinesas fabricam esse tipo de célula de lítio. Isto se deve à grande oferta das matériasprimas correspondentes no solo chinês, fator este que pode ser limitante para a adoção da tecnologia nos demais países. A sua densidade energética (capacidade de armazenar energia por quilograma de célula de lítio) é relativamente baixa, ficando entre 150 Wh/kg e 200 Wh/kg, o que impacta diretamente no tamanho e massa das baterias. Porém sua estabilidade química é um * Matt Damasceno é engenheiro mecânico, mestre em administração e gerenciamento de empresas, cofundador e diretor da empresa EnergyDM Management, Detroit, Michigan, EUA.