Baterias de Duplo Carbono: Será este, finalmente, o grande avanço que já foi prometido por tanto tempo?

Ninguém, aqui, nunca pretendeu ocultar que, um infeliz "segredo" da indústria automotiva verde, é que o seu componente mais preponderante, sua majestade, A BATERIA, não procede, e nem termina, de fato, em uma cadeia produtiva que seja realmente limpa.

Mas do que qualquer outra parte de uma carro, a bateria, é a parte que de modo mais garantido e rápido, tende a se tornar sucata, e quando elas morrem, elas sempre devem ser descartadas com cuidado para evitar danos ao meio ambiente

Todos que têm acompanhado de perto este blog sabem que, as células de todas as principais tecnologias de baterias a base de Lítio,  as quais apresentam atributos adequados para serem empregadas como fonte de energia para tração de veículos elétricos, a saber: Óxido de Lítio Níquel revestido de Cobalto e Alumínio (NCA), Óxido de Lítio Níquel Manganês e Cobalto (NMC), Espinela 2 de Lítio Manganês (LMO), Titanato de Lítio (LTO), Fosfato de Ferro Lítio (LFP), possuem a características comum de ter apenas um de seus eletrodos a base de carbono (C), no caso, o eletrodo de anodo.

Também todos sabem que, todas essas tecnologias mencionadas (associadas com a aplicação em VEs), vinham caminhando como que num "empate técnico", apresentam tanto vantagens como desvantagens, umas em relação às outras.

Agora, um já celebrado empreendimento japonês chamado Power Japan Plus (PJP), promete não apenas corrigir alguns desses problemas, mas promete, ainda, que a sua nova tecnologia irá revolucionar o mundo das tecnologias de baterias.

Laboratório de Pesquisa e desenvolvimento em baterias da Power Japan Plus (PJP)

Se suas reivindicações básicas para o avanço forem verdadeiras, o que realmente parece ser uma aposta justa, a nova tecnologia, batizada de "Bateria Ryden Duplo Carbono", poderá estender significativamente não só a capacidade de carga, como também, o tempo de vida útil de uma bateria, reduzindo, ainda, grandemente o custo, o tempo de recarga, e o impacto ambiental de sua cadeia produtiva.

Na bateria de Duplo Carbono, assim chamada pelo fato de que tanto o anodo, quanto aos eletrodos (anodo e catodo), são ambos feitos a base de carbono, o que poderá resultar em um veículo elétrico moderno, com uma autonomia de cerca de 500 quilômetros (ou 300 milhas), o que o colocaria em uma classe, com uma bateria de mais alta qualidade e performance do que um Tesla Modelo S atual.

Apesar da sua impressionante densidade de energia, que é igual ou até superior a das células de íons de lítio modernas, tal bateria, poderá, ainda ser carregada até 20 vezes mais rápido do que as baterias de íon atuais, e fazer isso livre dos danos de envelhecimento precoce relativos ao processo de carregamento rápido, inerente das baterias de lítio já bem conhecidas.

Somente esse fato, por si só, faria a bateria Ryden de extremo interesse para fabricantes de veículos elétricos, a medida em que é uma preocupação comum e recorrente para os usuários de VEs, se você vai usar a bateria com cargas rápidas, pois a PJP alega que, mesmo com uso predominante de carga rápida, a tecnologia pode levar a um produto com, pelo menos, 3000 ciclos de descarga antes de começar a degradar.

Não obstante o elevado número de ciclos de descarga, um outro número importante associado a esta bateria, é o zero: uma bateria dual-carbono experimenta uma variação de temperatura nula em função da operação. Isto não só faz com que as baterias se tornem potencialmente muito mais seguras para utilização a longo prazo, mas elimina a necessidade de complexos e caros sistemas de arrefecimento delas, que consumem espaço e agregam peso aos VEs.

Além disso, uma vez que elas não entram em curto-circuito quando totalmente descarregada, eles podem ser executadas por mais tempo para, teoricamente, prolongar a vida útil da bateria ainda mais.

A Arquitetura da Tecnologia:

Como mencionado, as Baterias Ryden Duplo Carbono, empregam carbono tanto no anodo e catodo, impregnados com um eletrólito orgânico, contendo não apenas os íons de lítio (íons de carga positiva), mas também íons de um outro elemento químico (só que de carga negativa) .

A imagem a seguir da conta de que parece ocorrer uma transmigração de portadores: não apenas os íons (cátions) de lítio (Li+) se movimentam nas operações de carga / descarga mas, também, os ânions (A-), a partir de um outra substância. No final da carga, ambos elementos da solução estarão recombinados na região central da bateria, e ela não apresentará tensão entre seus terminais (bateria descarregada).

As Células de Duplo Carbono têm sido descritos, na teoria, pelo menos desde 1978, mas anos de pesquisa e desenvolvimento foram necessários para fazê-las confiáveis, eficazes e adequadas para a produção em massa, em grandes volumes, afirmou o CEO da Power Japan Dou Kani , ao Green Car Reports.

Também chamada de bateria Dual-Carbono (ou, ainda, bateria Dual-Grafite), foi introduzida pela primeira vez por McCullough e seus colegas da Dow Chemical em uma patente de 1989 e foram posteriormente estudadas por Carlin et al. (1994) e Seel e Dahn (2000), juntamente com muitos outros.

O conceito de base da célula é de que os íons de lítio (Li+), a partir do eletrolito, são inseridos (depositados) sobre o anodo (eletrodo negativo), enquanto que os ânions correspondentes (A-), também a partir do electrolito, são intercaladas no cátodo (eletrodo positivo). Ambos os eletrodos são de carbono (por exemplo, a grafite mas, tudo indica que seja grafeno).

Durante a descarga, ambos os ânions e os íons de lítio são liberados de volta para o eletrolito, na região central da bateria. Assim, como Rothermel et al. bem observou em sua revisão de 2013 sobre desafios e oportunidades desta tecnologia, o eletrolito em tal sistema, não atua somente como portador de carga, mas também, diferente das demais baterias de íons de lítio, contém o próprio material ativo.

O emprego de carbono em ambos eletrodos tem inúmeros benefícios que vão além do custo; mas pouco se sabe sobre detalhes da química do carbono utilizado em ambas as extremidades desta bateria, mas sabemos que a PJP afirma que é feita a partir de, entre outras coisas, de fibras de algodão. 

No momento, fora do âmbito do projeto da PJP, não se sabe, exatamente, que tratamento é necessário a ser feito no anodo ou no catodo de carbono de algodão, mas seja qual for a técnica, ela é patenteada e não parece fazer os eletrodos menos amigáveis ao meio ambiente.

A célula de bateria da PJP é baseada no trabalho do Professor Tatsumi Ishihara, da Universidade de Kyushu (que eu conheci em visita de estudos patrocinado pela JICA em 2001), no Japão; Em um pedido de patente, de 2013, sobre a tecnologia, Ishihara e seus colegas explicaram as reações de carga e de descarga, usando o sal LiPF₆ (Hexafluorofosfato de lítio):

No eletrodo positivo:        PF₆⁻ + nC ⇄ C_n(PF₆)+e⁻

No eletrodo negativo:       Li⁺ + nC+e⁻ ⇄ LiC_n

A Capacidade de Carga é determinada pela capacidade de armazenamento dos ânions do eletrodo positivo, mas, também, pela quantidade possível de libertação de ânions do eletrodo positivo, pela capacidade de armazenamento de cátions do eletrodo negativo, pela quantidade possível de libertação de cátions do eletrodo negativo e, por fim, pela quantidade de ânions e cátions presentes na solução do eletrolito (não aquoso).

Para melhorar a capacidade de descarga na célula de duplo carbono, é necessário aumentar não só os respectivos materiais ativos positivo e negativo nos eletrodos mas, também, a quantidade do eletrolito não aquoso, incluindo o sal de lítio LiPF₆. Como a concentração de íons no eletrolito está variando durante os processos cíclicos de carga e descarga, deve haver sal de lítio no eletrolito da célula, em quantidade suficiente para garantir a condutividade, e deve haver, também, solvente suficiente para permitir que o sal seja dissolvido, em qualquer ponto de estado, seja durante a carga ou a descarga.

No seu pedido de patente, Ishihara e seus colegas notaram que em tal célula de duplo carbono, a precipitação e a dissolução do sal de lítio, tal como um sal de apoio, podem ter lugar em qualquer local da célula, onde exista o electrólito não aquoso. No entanto, a precipitação de uma grande quantidade do sal de apoio nas superfícies de eletrodos provoca um problema de diminuição da densidade de energia da célula, uma vez que o sal de suporte, em estado sólido, torna-se em um material isolante elétrico.

O Prof Ishihara (e sua equipe) afirmam, entre outras coisas, que eles criaram uma maneira de evitar que o sal de apoio se precipite sobre uma superfície do eletrodo, juntamente com a melhoria da elevada capacidade de descarga e melhoria da densidade de energia gravimétrica.

As células de teste iniciais não foram produzidas com o carbono orgânico, mas a meta da empresa é criar uma célula de bateria que não seja apenas competitiva com células de Li-íons de hoje, mas , que utiliza, também, insumos totalmente orgânicos que podem ser totalmente reciclados no fim da sua vida.

O material, conhecido como complexo de carbono, é feito com algodão orgânico naturalmente crescido, que é então processado através de técnicas especiais para controlar o tamanho dos cristais de carbono formado durante a produção.

A bateria de Duplo Carbono deve ser facilmente reciclável e ambientalmente segura quando do seu descarte, com menos entrada de energia durante a sua vida útil, e sem empregar nenhum dos metais raros ou pesados ​​necessários em várias químicas de células de baterias de íons de lítio atuais.

Os maores méritos pelo avanços na química estão sendo atribuídos ao diretor de tecnologia Kaname Takeya e Dr. Tatsumi Ishihara, da Universidade de Kyushu, em Fukuoka, no Japão, que em parceria com a empresa vem desenvolvendo a célula para aplicações comerciais.

Enquanto eles não podem fornecer detalhes devido a várias patentes pendentes, Takeya disse que a química requer mudanças específicas e proprietárias para a nanoestrutura dos cristais de carbono. As Células de Duplo Carbono podem entregar uma tensão elétrica superior a 4 Volts (maior do que as de Li-ion). 

Tendo um único material como entrada, o carbono, para produzir os seus eletrodos, isso reduz o número de materiais que devem ser adquiridos para a cadeia de abastecimento, simplificando todo o processo de produção de uma bateria que, além de permitir carregar 20 vezes mais rápido do que as demais baterias de íons de lítio, pode, também, se encaixar diretamente em processos de fabricação existentes, sem necessidade de mudança para as linhas de produção existentes.

Em testes, a célula já completou mais de 3.000 ciclos de carga / descarga (e está classificada para mais de 3.000 ciclos) com praticamente nenhuma degradação de desempenho, o que significa que ele pode conseguir durar toda a vida útil de um carro, ou seja, por 10 anos ou mais, e pode ser descarregada até o zero de carga, sem se danificar (ao contrário das células de Li-íon).

Comparativo de durabilidade da capacidade de energia em função do número de ciclos de carga / descarga, entre a nova bateria de Duplo Carbono (DCB) e outras tipos da tecnologia Li-íons de Espinela 2 de Lítio Manganês (LMO)

A Power Japan afirma que uma célula Ryden mal aquece durante a carga e a descarga: "experiências revelaram mudanças térmicas mínimas", disseram, o que reduz consideravelmente o risco de fuga térmica que pode levar à explosão e incêndios.

Enquanto a Power Japan não pode revelar seu primeiro cliente hoje, o CEO Kani disse que ele vai anunciar um parceiro em agosto, que irá construir as tais baterias e adicionar um sistema de gerenciamento a elas. Enquanto isso a Power Japan irá começar a produção de células Ryden no formato de células comerciais 18.650, ainda este ano, em sua unidade de produção pequena, em Okinawa, no Japão.

Essas células serão destinados para os mercados de especialidades de baixo volume, incluindo satélites e de armazenamento de energia em equipamentos médicos, em volumes de 500 a 5.000 células por mês.

Para a produção de maior volume, destinada a outros mercados, incluindo veículos elétricos plug-in, é que a empresa irá licenciar sua tecnologia e dar consultoria para fabricantes de pacotes de baterias existentes para que possam produzir os materiais do anodo e do catodo nas suas próprias instalações.

O próximo anúncio será uma parceria com uma "empresa de renome mundial" no campo de automobilismo, que irá construir pacotes e sistemas completos de bateria, testá-los e oferecê-los no mercado.

"A bateria dual-carbono Ryden é o avanço de armazenamento de energia necessária", disse o CEO da Kani, "para trazer a tecnologia verde como veículos elétricos para o mercado de massa."

A empresa propõem que a capacidade de poder carregar a bateria bem mais rapidamente poderá viabilizar, definitivamente, os VEs de longo alcance, a medida que também a frenagem regenerativa será mais eficiente (pois esta bateria pode permitir maximizar o reaproveitamento da energia produzida nela). Porque a célula de carbono duplo, pode ser 100% descarregada, sem sofrer dano, pode-se aumentar ainda mais a duração de cada ciclo de carga útil.

Tudo leva a crer que as células de Li-íons devem continuar a ser a química de bateria padrão para carros elétricos, pelo menos até o final da década, mas o anúncio da Power Japan Plus, juntamente com outros avanços potencialmente promissores em células de lítio-ar e outras químicas avançadas, mostram a importância vital dessas tecnologias de baterias para o futuro do transporte.

Veja, abaixo, alguns dos vídeos promocionais da nova tecnologia:

Último informe:

A Power Japan Plus anunciou em 16/06/2014 uma parceria entre ela a Equipe TAISAN, que tem profunda experiência em tecnologia automotiva, especialmente com a alta performance exigida pelo automobilismo esportivo mundial, para desenvolver o primeiro VE alimentado pela bateria Ryden duplo carbono. Um Kart elétrico começará o teste de condução, ainda em agosto deste ano.

Veja Também:

Máquinas Elétricas de Imãs Permanentes (Parte 2/2)

Bateria de Veículos Elétricos (VEs) - Nissan LEAF

Baterias de Íons de Lítio – Tecnologias e Bases de Custos (Parte 1/3)

Como Despertar Baterias Li-ion Adormecidas

Não tem mágica alguma, nem mesmo tão grande segredo, é apenas um inconveniente operacional, mas que provém de necessidade técnica premente: Os SoCs (estados de carga) das células de Li-ion e de Li-Polímero não despenca, repentinamente (como ocorre com outros tipos de baterias, de outras tecnologias), enquanto elas estão operando sob carga (alimentando o consumidor). Todavia (e, por isso mesmo) os consumidores que elas alimentam, muitas vezes, NÃO PODEM CONTINUAR OPERANDO, enquanto a tensão que elas oferecem já caiu bastante e, TÃO POUCO ELAS PODERÃO VOLTAR A SER REARREGADAS, PELA VIA DO CARREGADOR EMBARCADO NO CONSUMIDOR, caso o SoC delas caia demais. Ocorre que dispositivos eletrônicos especiais de proteção são empregados, para supervisionar as operações de carga e de descarga, os quais, muitas vezes, PODEM IMPEDIR QUE AS BATERIAS SEJAM RECARREGADAS, a menos que elas sejam removidas, e A RECARGA SEJA FEITA A PARTE. Além do mais, existem níveis adequados para a tensão de saída do carregador, que devem ser superiores à tensão especificada como típicamente os oferecidos por tais células (Ex. recarregar com 4,2V, em vez de 3,7V), principalmente se elas estiverem "dormindo", com tensão abaixo de algo em torno de 2,5V (mas não mortas, quase nunca mortas).

Advertências:

As baterias de íons de lítio / lítio polímero são extremamente densas em energia. Isso as torna ótimas para reduzir o tamanho e o peso nos projetos de aparelhos / dispositivos que as utilizem. No entanto, elas podem não ser "tão seguras", se não forem seguidos os devidos cuidados. Carregar ou utilizar a bateria, de maneiras inadequadas, pode causar explosão, ou mesmo incêndio.

As baterias de íons de lítio são classificadas como materiais perigosos classe 9 (UN3480 e UN3481 da Comissão das Nações Unidas de Peritos sobre o Transporte de Mercadorias Perigosas), descrito como uma fonte de energia com alta densidade de energia e materiais perigosos em uma caixa de metal fechada!

A sua instalação deve seguir rigorosamente normas nacionais de segurança em conformidade com o gabinete de encapsulamento, a instalação, o tempo de vida, o estado aparente, acidentes, marcações, e as exigências de descarte da aplicação final.

A instalação deve ser realizada apenas por instaladores profissionais. Desligue o sistema e verifique a existência de tensões perigosas antes de alterar qualquer conexão! As baterias de íons de lítio devem ser manuseados apenas por pessoal qualificado e treinado.

Verifique se a bateria de íons de lítio está desligada antes de iniciar a instalação e não conectar carregamento por wakeups ativos antes do final da instalação.

Há cinco coisas principais a serem observadas antes e durante o carregamento e uso de baterias de íon de lítio / lítio polímero:

• Não carregue-as com uma fonte de alimentação que forneça uma tensão elétrica acima de sua tensão máxima segura (4,2V por célula ou grupamento paralelo de células);
• Se possível, não as deixem descarregar abaixo sua tensão mínima de segurança (2.9V);
• Não as forcem fornecer mais corrente do que elas podem fornecer (digamos cerca de 1C a 2C ) - geralmente sob os cuidados de qualquer circuito de proteção de células; (Aprenda mais sobre Taxa de Descarga  (Taxa C))
• Não as façam carregar sob uma corrente superior bateria pode, também, fornecer (digamos cerca de 1C ) - geralmente sob os cuidados de qualquer circuito em células de proteção, mas também definido isso no próprio carregador, preferivelmente, ajustando a taxa de carga.
• Não carregue as baterias debaixo do sol ou em ambientes acima ou abaixo de certas temperaturas (geralmente cerca de 0 - 50° C).

Para detalhes específicos sobre cada bateria, é altamente recomendável que você olhe atentamente para a folha de dados para saber sobre as tensões, as correntes e as temperaturas seguras, pois eles podem variar de tipo-específico de célula para célula.

Em geral, para as baterias que são vendidas, o circuito de proteção e gestão de carga (1) se encontra conectado e embutido no corpo da pilha. Isso é muito comum mesmo para as pequenas células Li-Polímero.

Todavia, é altamente recomendável que você verifique a folha de dados (ou pela imagem do produto), para certificar se um circuito de proteção embutido realmente existe, pois há casos em que eles não existem.

Se você não vê qualquer placa de circuito embutida, a célula pode ser "bruta" - essas são células-primas, e elas não são, em si, protegidas, mas elas podem ser muito convenientes para que você faça seus próprios pacotes de Li-ion / Li polímero recarregáveis.

Sim, células de baterias de Li-íon / Li-polímero brutas podem mesmo se incendiar (ou até explodir) quando operadas em sobretensão / sobrecarga no carregamento / descarregamento. Mesmo se elas têm Circuito de Proteção, quando este protege apenas na descarga (mas não supervisionam a recarga, circuitos mais simples e baratos), elas ainda podem explodir / incendiar se houver sobretensão durante o carregamento.

Também, para que o eletrólito contido nelas não vaze, já que elas são pensadas para serem usadas em qualquer posição, elas são, todas, completamente seladas (aparte da embalagem que também envolve o circuito de proteção), o que impede, inclusive, que elas gaseifiquem, durante o carregamento ou que possam recombinar suas partículas móveis (íons), com a atmosfera do ambiente externo, podendo suportar, ainda, pressões de até 10.000 psi.

ATENÇÃO: eu recomendo a todos que deem uma boa lida num artigo deste blog titulado "Regulamentação Sobre Transporte de Remessas Baterias de Lítio", para que não haja problemas quanto a remessas de baterias de lítio, pois que existe uma série de recomendações e mesmo normas, pois elas não podem ser feitas de qualquer jeito.

Wakeups Ativos:

De maneira geral mas, principalmente nas de maiores porte, as baterias Li-ion contém, internamente ao seu pacote, uma rede de circuitos, elementos de proteção, que protegem o conjunto de células da bateria contra eventuais abusos, tanto os que podem ocorrer durante a operação de consumo da sua energia, quanto durante a operação de regeneração, que ocorre proveniente de máquinas elétricas (motores operando como geradores durante as frenagens da máquina), quando tal motor é empregado e pela a bateria é visto, também, como carga durante a tração da máquina, assim como quando, também, operamos a recarga da bateria, tomando energia a partir da rede elétrica ou outra fonte.

Assim, estamos falando de baterias de íons de lítio (e congêneres), dotados com um sistema integrado de gestão da bateria. No entanto, esta importante salvaguarda tem uma desvantagem, que é a de, ocasionalmente, poder transformar a bateria numa "bela adormecida" se a bateria for, efetivamente, totalmente descarregada (ou ir abaixo de um limite mínimo de carga) e, principalmente no caso de se armazenar uma bateria nominalmente descarregada, por um certo período de tempo, isso pode ocasionar isso.

Durante o consumo normal, se a tensão de uma célula, caindo, atinge um certo valor pré-definido baixo, significa que a bateria descarregou até a sua capacidade nominal minima de armazenagem. No entanto, ainda assim a ação de descarga poderá continuar (e efetivamente continua, mesmo que lentamente e, mesmo com a bateria estando fora de operação e não fornecendo mais energia a um consumidor).

A isto chamamos de "auto-descarga" que ocorre durante o armazenamento, e que reduz gradualmente a tensão de uma bateria (que já está nominalmente descarregada), abaixo do valor de seu limiar nominal mínimo preestabelecido e, com isso, o circuito de proteção mencionado anteriormente, acabará por cortar a sua própria operação, inibindo a possibilidade de se recarregar normalmente a bateria, se a tensão por célula cair abaixo de, digamos, algo entre 2,20V e 2.90V (p/ baterias de íons de lítio ou Li-polímero).

O recondicionamento baterias Li-ion que se encontram neste estado, pode exigir uma reativação especial da bateria. Felizmente, tal reativação baterias Li-Ion latentes pode, muitas vezes, ser feita de maneira muito fácil, uma vez que muitos carregadores e analisadores de bateria têm um recurso de reforço (boost) separado, que envia uma pequena corrente de carga para ativar o circuito de proteção, juntamente com a provisão da corrente de carga normal.

Alguns carregadores e analisadores de bateria, incluindo aqueles feitos pelo fabricante Cadex, apresentam esta característica de despertar ou  "boost" (impulsionar) para reativar e, em seguida, recarregar as baterias que "caíram no sono". Sem esse recurso, um carregador comum entenderia estas baterias como inservíveis ao carregamento e sugeriria que os pacotes fossem descartados.

Com recurso de "boost" se aplica, inicialmente, uma pequena corrente de carga, para primeiro ativar o circuito de proteção e, em seguida, começar com uma carga normal. Se este recurso de reforço não despertar a bateria dentro de um minuto, muitas vezes pode não haver mais nada que os usuários possam fazer para que a bateria seja trazida de volta à vida. Atentem, aqui, para não confundir a característica de "Função Boost", com a arquitetura de carregadores com "topologia boost" (que faz contraponto com topologia buck, ou que agrega ambas, como topologia Buck-Boost: apesar do termo "boost" empregado ser o mesmo elas querem significar coisas diferentes, mas, que no entanto, costumam mesmo ser confundidas.

Modo adormecido de uma bateria de íon de lítio

Também. todavia, não se anime demais pois, não é recomendável que se tenha muitas esperanças em tentar arrancar de volta à vida a partir da latência, baterias à base de lítio e congêneres que desceram abaixo de uns 1.5V por célula, principalmente se isso persistiu por um período de tempo considerável (principalmente no caso dos pacotes de baterias de maior porte). Ocorre que shunts de cobre podem ter se formado no interior das células que podem levar a um curto-circuito elétrico, parcial ou total . Quando forçar a recarregar, uma célula pode se tornar instável, fazendo com que o calor seja excessivo ou apresentando outras anomalias.

A função " boost" pelo equipamento da Cadex, interrompe a carga se a tensão não subir normalmente, dentro de um intervalo de tempo pré-determinado.

Algumas baterias totalmente descarregada podem ser "impulsionadas" para a vida novamente, porém, não perca tempo e descarte a(s) célula(s\), se a tensão não subir para um nível normal dentro de um minuto (≥ 2,6V), enquanto a baterias é mantida em "boost".

Um estudo feito pela Cadex para examinar as baterias descartadas revelou que três em cada dez baterias são retiradas de serviço devido ao excesso de descarga (baterias com tensão abaixo de um minimo necessário para serem carregadas normalmente por seus equipamentos de recarga). Além disso, 90 por cento das baterias devolvidas não têm culpa por não se recarregarem, ou podem facilmente ser revividas.

A falta de dispositivos de teste no nível de serviço ao cliente é, em parte, a culpa pela alta taxa de substituição de baterias. A maximização da vida útil das baterias poupa dinheiro e protege o meio ambiente.

A seguir é apresentado um vídeo documentário mostrando o processo de reviver uma bateria Li-ion vítima de sub-tensão (perto de zero Volt e, digo vítima pois "alguém" poderia (e deveria), preventivamente, ter evitado que ela ficasse assim) pois todo fabricante / montadora enfatiza em seus manuais de usuário:

"Evite deixar o veículo parado por mais de 14 dias em que indicador de carga da bateria Li-ion atinge um zero ou perto de zero (estado de carga disponível )."

Usando um analisador Cadex com Função Boost:

A célula de Li-ion morta é uma unidade recém-comprada, mas chegou morta a partir da expedição apresentando uma tensão perto de zero volt.

Um carregador de Li-ion Universal simplesmente não conseguiria detectar e carregar a célula de bateria morta, devido ao circuito interno de proteção do pacote da bateria inibir qualquer corrente que tente fluir para dentro (ou para fora da bateria).

Depois de ser processado pela Função Boost do equipamento de recuperação da Cadex, o carregador universal passará a reconhecer imediatamente a célula de Li-ion e inicia o processo de carga normalmente e o processo de carregamento normal poderá voltar a ser executado novamente, sem mais a necessidade da Função Boost.

NOTAS : 1- Se, por alguma dificuldade técnica, o vídeo acima não estiver aparecendo, tente acessa-lo
                    diretamente aqui: "Saving Private Li-ion" - Reviving a under-voltage (close to Zero 
                    Volt) Li-ion battery;

               2- O processo de calibração na estação #2 foi mostrado apenas para demonstração. Já, a
                    calibração na estação #1 já foi realizado antes de fazer esta gravação.

Então alguém me pergunta: Como faço para obter acesso a um Cadex C7200, se eu não possuir um ?

Muito provavelmente as maiores empresas que ofereçam serviços de manutenção de telefonia celular ao consumidor vão ter uma dessas unidade Cadex (ou similar) em sua loja para ajudá-lo a reviver uma (ou várias) célula Li-ion que se encontram no "modo sleep". Não desista ainda da sua bateria Li-íons!

Uma questão é que eu não encontrei na Cadex, oferta de um tipo de equipamento de recuperação para pacotes de baterias de maior porte, como as usadas nos VEs, mas talvez seja possível se recuperar módulos individuais do pacote.

Baterias diferentes apresentam características construtivas também diferentes, e, portanto, os usuários precisam estar familiarizados com a sua bateria específica, a fim de acessar as células individuais dentro do pacote. De maneira geral, um simples voltímetro pode ser empregado para descobrir se as células de uma baterias ainda estão funcionais, e ao mesmo tempo para garantir que todas as células da baterias estão produzindo uma tensão semelhante.

Lembre-se de que as baterias Li-íon são funcionais, com uma tensão de operação nominal entre 2,8 volts para 4,2 volts. Uma vez que um usuário descubra a célula com defeito, deve sempre substituir aquela célula por uma nova de mesmo tipo (tensão nominal, capacidade nominal e química).

Renovando suas próprias baterias Li-íons, você pode efetivamente aumentar a vida útil da sua bateria, poupando dinheiro e ajudando a proteger o meio ambiente. Na busca por adquirir células para reposição, depois de ter encontrado um produto que lhe pareça favorável, sempre examine bem as fotos e leia cuidadosamente as descrições do produto, em caso de dúvida, nunca se faça de rogado em entrar em contato e inquirir o vendedor.

Quando tudo o mais falhar, os usuários podem sempre tentar, também, reformar o circuito de proteção do Li-ion. Normalmente, isso é feito quando uma ou mais células de bateria começa a produzir voltagens diferentes das outras células. Ao trabalhar no circuito de proteção, é imperativo se certificar de que todas as células da bateria estejam sem defeitos para poderem ficar ligadas ao circuito energizado.

No caso de baterias maiores é sempre muito importante incluir um sensor de temperatura que interrompa a corrente elétrica com a presença de elevado calor nas células. Além disso, os usuários devem sempre certificar-se de que as células substituídas estão conectadas com o respectivo circuito de proteção antes de operar a bateria.

Lidando com Pequenas Baterias de Li-Polímero e Li-íon:

(antes, leia Nota 1, no final da postagem)

Com poucos recursos, qualquer um pode "despertar" e manter funcionando pequenas e caras baterias de íons de Lítio ou Li-polímero, preguiçosas e adormecidas (de fato, elas podem, muitas vezes, ser ressuscitadas, mesmo depois de meses dormindo, com técnica adequada e ainda parecerem mais eficientes do que quando novas!). Gastando pouco e, com algum conhecimento técnico e poucos recursos ferramentais próprios, isto é possível e, eu creio, você irá se surpreender como isso pode dar realmente certo.

Não há grande segredo, na verdade é bem simples. Você só precisa ter em mãos uma fonte CC cuja saída posa ser ajustável, para poder fornecer um valor de tensão CC adequado e com uma boa precisão ao carregamento. A propósito, a fonte de alimentação CC que eu emprego como carregador não é nada especial mesmo mas, se trata de uma fonte de PC (computador pessoal), que estava descartada e que foi adaptada.

Qualquer antiga fonte de alimentação PC-ATX (por exemplo) pode ser adaptada para trabalhar como uma fonte de bancada de laboratório de ensaios, ou como um carregador de baterias, e o resultado é uma fonte de alimentação de muito boa capacidade, que pode oferecer, simultaneamente, saídas de 3,3V, 5V, +12V e -12V, como fonte de tensão fixa de bancada, ou ajustável (depois de uma adaptação) para servir, também, de carregador de baterias.

Colocando-se uma resistência de carga, que ofereça um consumo mínimo, em torno de uns 0,2 a 0,5 Amperes, pois é necessário existir consumo na saída de +5V, a fonte de alimentação PC-ATX conectada à tomada de força da rede elétrica CA, pode ser ligada, por meio de pequeno interruptor extra (da mesma forma como ele era ligada quando se encontrava no gabinete do seu PC). O interruptor não precisa ser, necessariamente, do tipo de ação momentânea (pulsante, como o que há no gabinete do PC) mas, podendo ser, inclusive, uma chave SPST comum.

A capacidade de fornecer corrente das saídas, é limitada, em cada saída, respectivamente, para aquilo que a tal fonte é especificada pelo seu fabricante, e isso é bom que se conheça, de antemão.

Com pequenas modificações, inserindo-se elementos de ajuste (trimpots e/ou potenciômetros + resistores), tanto a tensão da saída de +12V (por exemplo), quanto a da saída de 3,3V (por exemplo), podem ser ligeiramente alteradas, no caso, para poder fornecer um valor maior.

Como carregador lento de baterias automotivas de chumbo-acido (ou outras) de tensão nominal de 12V, como as comumente utilizadas em carros e de motos, o ideal é que a saída da fonte PC-ATX possa ser variada para até uns 13,8V.

Já, para carregar pequenas baterias de Lítio-polímero, desas utilizadas em aparelhos de MP4 Players e Dispositivos Móveis de Comunicação, quando tratar-se de baterias com tensão nominal de 3,7V, poderemos empregar, para o carrega,mento dessa bateria, a saída de 3,3V da fonte, modificada para variar de valor, de modo que ela possa chegar até uns 4,1V ou 4,2 V. Esse valor de tensão é o suficiente para que haja o "Efeito de Boost" (não função boost), ou seja, que a tensão oferecida ao carregamento da bateria seja suficiente para:

1. Vencer a parcela de tensão minima de carregamento da célula, mais;
2. Vencer a parcela de tensão que é debitada (e necessária) para o funcionamento do circuito de proteção e supervisão de carga, que existe embutido em todas as baterias de Li-íon (um para cada célula ou conjunto de células associadas em paralelo). 

A regra para termos o efeito boost é aplicarmos, para o carregamento, uma tensão de alimentação que seja entre 0,4 e 0,5V superior ao valor da tensão nominal da célula. Assim, Havendo apenas uma célula (ou um conjunto de células associados em paralelo), a tensão nominal da bateria de Li-Polímero é de 3,7V e da bateria de Li-íon é de 3,8V e, carregando-se com 4,1V, já é suficiente para haver o efeito boost. Todavia, carregar com 4,2 é melhor e mais garantido para os dois casos de baterias, indistintamente (mas nem toda fonte PC-ATX permitirá subir a saída de 3,3V para alem de 4,1V).

Assim, a necessidade de uma tensão de carregamento superior em aprox. 0,4 a 0,5V por célula (ou arranjo de células em paralelo), no caso ideal, devendo ser de 4,2 V para célula de Li-íon-polímero, não é para "forçar" a eletroquímica da bateria, não, mas é para prover o efeito boost.

Já. em tratando-se de pacotes de baterias com células associadas em série, podemos ter bateria de Li-Polímero valores nominais de tensão múltiplos de 3,7V  (7,4V, 11,1V, por exemplo). Então precisaremos adaptar para ser ajustável outra saída da fonte, que nos forneça tensão maior e continua valendo a regra de aplicarmos uma tensão 0,4 a 0,5V superior a tensão nominal da da célula, por célula associada em série. Por exemplo, bateria de tensão nominal de 7,4V, podemos carregar com efeito boost com 8,2 a 8,4V.

É necessário se tomar o cuidado de não sobrecarregarmos nenhuma saída da fonte, excedendo a sua capacidade de fornecer corrente. Se utilizamos a saída de +12V, por exemplo, ajustada para 13,8, para carregar de modo lento uma bateria auxiliar de chumbo-ácido de automóvel, podemos, com facilidade, demandar dessa saída da fonte uma corrente da ordem de 5 ou 10A (é típico que está saída suporte operar com correntes relativamente elevadas, o que possibilita operarmos o carregamento até de baterias 12V relativamente grandes de uns 65 A.h).

Todavia, se nós associarmos em série as saídas de +12V e de -12V, para, por exemplo, obtermos uma fonte de 24V, ideal para se empregada em ensaios de automação industrial, devemos tomar o cuidado de perceber que a limitação da capacidade de fornecer corrente ficará dependente da saída que é a mais fraca, ou seja, no caso, a saída de -12V, que em geral, pode fornecer corrente de apenas 1A, ou menos..

Sobre as modificações necessárias para tornar as tensões de saída da fonte ajustáveis, há alguns anos atras, eu postei um tutorial sobre tais adaptações, aqui: Fonte PC-ATX como carregador de Baterias

Mesmo provendo uma sobretensão (com respeito ao valor da tensão nominal da bateria, mas que ainda está dentro dos limites seguros da operação de carregamento) para garantir um "efeito boost", em muitos casos de baterias adormecidas, talvez você precise ser paciente e alternar entre 3 ou 4 ciclos compostos de etapas de carregamento e etapas de descanso, com intervalos de tempo de 1 a 3 horas.

A minha experiência me ensinou que não parece haver necessária precisão quanto ao tempo destes intervalos mas, o fato é que as baterias adormecidas tem que descansar, antes de continuar acordando, para que a química dela se estabilize entre uma tentativa de carregamento e outra. Detalhes relacionados à essa necessidade podem ser vistos em meio a outra postagem deste mesmo blog: A Nova Química da "Bateria Lagarto" do Nissan LEAF e a Nissan no Brasil.

Em muito casos, se você tentar realizar o carregamento de uma só vez, você pode deixar a bateria adormecida conectada a fonte CC por várias horas, mas ela não irá se carregará. Quando, por fim, a bateria, uma vez desconectada da fonte que a alimentava durante o carregamento, tiver conseguido firmar a sua tensão em (no caso 3,79 V na figura abaixo), não variando seque um pouquinho (tipo duas dezena de milivolts já é muito), isso sendo verificado algumas vezes ao longo de, pelo menos, uma hora de observação em descanso, então a bateria está pronta. Ela está, não apenas devidamente acordada, como plenamente carregada, pronta para uso.

Eu me surpreendi com o resultado pratico desse processo de acordar baterias adormecidas que, por exemplo, uma de um MP4 Player que havia me chegado há cerca de 1 ano antes, quando a plena carga da bateria eu ouvia músicas (com um fone dos grandes) por cerca de 4 a 5 horas. Depois de ter deixado a bateria descarregar e, em seguida, deixá-lo adormecer por uns 4 meses agora, com a mesma bateria, mesmo envelhecida, dormida e acordada (pelo processo descrito acima), pelo menos nesta primeira semana de uso, a duração da carga plena em termos de ouvir musica continuamente, com o mesmo fone de ouvido, está sendo da ordem de 12 - 15 hs ( 3X mais do que quando ela era nova !!!!!!).

Outras 2 peças de bateria Li-ions-Polímero que eu "acordei", me foram doadas pelo do dono de uma loja de baterias (Rei das Baterias), Rua Sta Efigênia  299 A, São Paulo, Centro (um bom lugar para se visitar e explorar, fora dos horários de pico, quando se pode ser melhor atendido), que eram "estoque velho", "dormidas por quase de 1 ano", sendo dadas como "perdidas" (só que não). Todas as peças que ressuscitei, até agora, são de baterias pequenas, na faixa de 280 mA.h a 500 mA.h (pois são as que cabem dentro do meu aparelho de MP4). No entanto eu estou certo de poder "acordar", também, em muitos casos, baterias maiores e mais caras, com segurança e com poucos recursos.

Como verificação final do sucesso do acordar / carregar, constatada que a tensão se manteve estável, (em, por exemplo, 3,7 V para uma Li-Polímero típica), resta, agora, fazermos um teste com carga, podendo utilizar um resistor de 15 Ohms (2 Watts, de acordo com o porte específico destas baterias que eu lidei), ligado a ela por, por exemplo, um tempo de uns 3 - 5 min. Se a tensão reduzir apenas da ordem de uma ou duas dezenas de milivolts, está OK. Fechou!

Notas:

1. Do mais simples, até o mais complexo, existem vários tipos de Circuito de Proteção e Gestão de Carga, sendo que, os mais simples, apenas protegem na descarga (mas não supervisionam a recarga). Estes primeiros (que em geral são os empregados em pequenas Baterias de Li-Polímero e Li-íon), têm, simplesmente, a finalidade de impedir que as baterias sejam sobre-descarregadas, ou seja, que durante a fase de consumo, a tensão delas afunde tanto que venha a causar o "adormecimento" que "parece" significar a "perda permanente de capacidade da bateria". Estes circuitos de proteção operam por, simplesmente, desconectar a carga, quando a tensão da bateria atinge um determinado limiar mínimo e, a isto, chamamos de "bloqueio de saída por subtensão". Todavia, o adormecimento ocorre, e se agrava, se esta bateria "plenamente descarregada" for armazenada (guardada) neste estado pois, apesar de seu minúsculo consumo de corrente (da ordem de 5 - 10 μA), este circuito de proteção continuará a consumir, gradualmente, a carga restante na química da bateria, indefinidamente. Todavia, nestes casos, quando apenas proteção contra sobre-descarga de consumo é empregado, nada impede que a bateria seja recarregada, mesmo sem a necessidade de emprego de "função boost" alguma, propriamente dita. Abaixo segue um exemplo típico de arquitetura de circuito eletrônico para este tipo de aplicação:

Este circuito é idealizado para uma única célula de bateria Li-ion / Li-Polímero, onde a tensão de bloqueio de saída (quando o circuito de proteção desliga o consumidor da por bateria), é de 3.00V. Esta tensão, definida pela relação de R1 e R2, é detectado no nó A. O LT1389 não é apenas mais um CI referência de tensão: Seu consumo de energia muito baixo, o que o torna uma escolha ideal para aplicações que requerem a vida máxima da bateria e excelente precisão. Ele exige apenas 800 nA de consumo, e fornece precisão de tensão inicial de 0,05% e 20 ppm / ° C de variação, até a temperatura máxima de operação, representando 0,19% de precisão absoluta na faixa de temperatura comercial e 0,3% na faixa de temperatura industrial.

    2.     Circuitos de Proteção e Gestão de Carga mais complexos, não apenas protegem contra sogre-descargas mas, também, gerenciam o carregamento e, podem incluir, ainda, a função de balaneamento inter-células, tanto para os casos de arranjos de múltiplas células ligadas em paralelo, quanto, como no caso de pacotes de várias células associadas em série. Uma boa referência de material, que eu recomendo, para estudo desses casos todos, são as Folhas de Dados de Baterias e Notas de Aplicação da Seiko Instruments Inc.

Veja Também:

A Eletroquímica do Lítio e sua Aplicação em Baterias de VEs (Parte 1/5)

Baterias de Íons de Lítio – Tecnologias e Bases de Custos (Parte 1/3)

O Básico Sobre o Sistema de Tração de Veículos Elétricos

O Projeto de Israel: Uma Bateria Avançada que Reduza a Sede de Petróleo no Mundo

De Carros Elétricos a Energia Solar Disponível, As Novas Tecnologias Pioneiras de Israel:

Israel também está assumindo uma liderança na área de alternativas energéticas direcionadas à redução da emissão de CO2 e promoção do uso de energia renovável. É um dos primeiros países a participar de maneira ativa na promoção de carros elétricos para emissão zero e preparar a infraestrutura para a comercialização em massa destes veículos.

Uma empresa israelense está ativa no desenvolvimento e projeto de usinas de energia solar eficientes em todo o planeta; cidades israelenses estão contribuindo com projetos internacionais para redução da emissão de gases do efeito estufa e apenas recentemente Israel e os Estados Unidos iniciaram um projeto em parceria para programa de pesquisa para energias alternativas sancionado pelo Presidente Bush.   

Baterias de íons de Lítio e os VEs:

Sem fazer alarde e com pouca cobertura da mídia, Israel também está na corrida de baterias de Lí-íons otimizadas e parece ter instituído como meta nacional o desenvolvimento de uma bateria que possa fornecer energia suficiente para 500 quilômetros de autonomia, ou seja, de percurso do VE com uma única carga.

Hoje já estamos há pouco mais de um mês que o Israeli National Center for Electrochemical Propulsion (Centro Nacional Israelense para Propulsão Eletroquímica) foi fundado. O centro será inaugurado dentro das próximas semanas e receberá um fundo de 45 milhões NIS (em torno de US$ 11,7 milhões) para os próximos quatro anos.

O centro contará com cem pesquisadores divididos em doze equipes de quatro instituições acadêmicas: Universidade de Tel Aviv, The Technion (Instituto Israelense de Tecnologia), Universidade Bar Ilan e Ariel University Center of Samaria (Centro Universitário Ariel da Samaria).

O centro tem como único propósito a pesquisa e o desenvolvimento de novas tecnologias para um armazenamento de eletricidade mais efetivo e eficiente.

Substituindo o petróleo:

“O petróleo não tem futuro, e os responsáveis são tanto a política como a sua escassez”, disse o presidente do centro, Prof. Doron Urbach da Faculdade de Química da Universidade Bar Illan.  “Houve uma mudança de mentalidade por parte dos políticos que se infiltrou na indústria automotiva e chegou até os fabricantes de bateria. Todos querem carros elétricos. De fato, é possível dirigir por 150 quilômetros com um carro elétrico, o que é suficiente para a média dos israelenses, sendo que esse percurso deve ser aumentado.”

“O maior êxito da eletroquímica moderna é a bateria de íon de lítio recarregável”, explica Urbach. “É uma ótima bateria para aparelhos eletrônicos, mas para um carro seriam necessárias muitas delas. Hoje, uma bateria como a usada pela Better Place em seus carros elétricos pesa 300 kg, o suficiente para um percurso de 150 km. Nosso objetivo é estender esse percurso sem aumentar o peso e o volume.”

Aperfeiçoando baterias:

Um problema com o qual os fabricantes de carro se confrontam regularmente é a velocidade limitada de descarga elétrica das baterias. Em outras palavras, a descarga de energia em um curto espaço de tempo, como exigido na aceleração dos carros. Nesse sentido, o centro trabalha no desenvolvimento de supercapacitores que possam fornecer a quantidade de energia exigida no espaço de tempo desejado.

Os capacitores podem oferecer uma solução para o armazenamento de energia, um tema polêmico na comunidade científica. Baterias avançadas poderiam reduzir a dependência do petróleo, carvão e gás natural usados na produção de energia elétrica. A energia solar e a eólica, por exemplo, não são capazes de produzir grandes volumes de energia continuamente, o que significa que o armazenamento de energia é um dos maiores desafios no campo das energias renováveis.

O próximo estágio no desenvolvimento será o aperfeiçoamento de baterias usadas atualmente em carros que, segundo Urbach, funcionam a partir de uma tecnologia que existe a mais de cem anos. “A bateria de um carro produz em torno de cem ciclos e então morre. Isso não é o suficiente, uma vez que você não pode depender de baterias que precisam ser substituídas a cada dois ou três anos.”

A Primeira Rede de Serviços para Carros Elétricos:

Em 21 de Janeiro de 2008,  O governo israelense anunciou seu patrocínio ao um plano de instalação da primeira rede de carros elétricos do mundo em Israel até 2011.

O Projeto “Better Place” (Um Lugar Melhor), que é de propriedade do empreendedor israelense-americano Shai Agassi, fornece baterias de íons de Lítio para energizar  a tração dos carros, além de uma infraestrutura, automatizada especialmente dedicada a realizar tal serviço, necessária para substituí-las e para recarregá-las.  

Uma bateria permite aos carros viajar 199 quilômetros a cada carga.  Nesse prática tipo de serviço, parece que Israel está despontando mesmo com o líder pioneira.

O Projeto Better Place também instala tomadas para recarga (parecidas com parquímetros) nas ruas, além de construir postos de abastecimento em estradas, baseada na substituição das baterias, operação que pode ser realizada em menos de 3 minutos.  

Montadoras de veículos, como a Renault-Nissan vem construindo os novos carros e oferecendo um pequeno número de seus modelos existentes a eletricidade, tais como o Fluence Z.E, a preços similares aos modelos à gasolina.

A Better Place Consortium vem e tornando uma rede, líder mundial, fornecedora do serviço de troca das baterias de energia dos VEs, provendo aos motoristas uma extensão da autonomia, o que torna mais conveniente dirigir os VEs, permitindo a adoção em massa desses carros pelo mercado, através de um inovador modelo de bateria comutável, mais conveniente e mais sustentável do que os carros a gasolina de hoje.

A Better Place possui e opera uma rede dessas estações de troca de bateria e locais de carregamento públicos e/ou privados, juntamente com o fornecimento. Sempre que possível, a Better Place usa fontes de energia renováveis para produzir mobilidade com emissões totalmente zero. O Fórum Econômico Mundial denominou a Better Place como uma empresa “Global Growth Company Industry Shaper” por sua abordagem inovadora no avanço da mudança global para carros elétricos.

Para promover esta forma de transporte ambientalmente eficiente, o Governo de Israel cortou os impostos de carros movidos a eletricidade a 10% (em comparação com os 79% dos carros regulares) para encorajar os consumidores a adquirir os veículos tão logo os mesmos estejam disponíveis. Esta iniciativa irá oferecer aos consumidores um carro de valor acessível pelo qual pagarão uma mensalidade com base na quilometragem prevista.

As vantagens tributárias para veículos elétricos “limpos", que Israel promete oferecer até pelo menos 2015, fará com que os carros fiquem ainda mais baratos para os consumidores do que os carros movidos a gasolina.  “Você poderá ter um carro de última geração, com um valor quase que metade de um modelo a gasolina de hoje", afirmou Agassi. Deveras uma previsão bastante otimista.

O Presidente de Israel Shimon Peres vem apoiando publicamente o projeto, afirmando-o, inclusive, em termos políticos: ” ... Israel pode não se tornar um país de poder industrial, mas pode ser um laboratório moderno e um projeto piloto para novas idéias, como o carro elétrico.” 

A Better Place anunciou uma Estação de Troca de Bateria construída em parceria com o Aeroporto de Amsterdã Schiphol e atenderá, inicialmente, 10 táxis Renault Fluence Z.E. operados por três das principais empresas de táxi holandês – Connexxion, Bios e TCA. A estação de Schiphol é dedicada exclusivamente ao uso dos táxis elétricos Renault Fluence Z.E. neste momento, porém, a Better Place também anunciou, também, que expandirá para incluir uma segunda Estação de Troca de Bateria em Amsterdã, que aumentará a área de serviço para o primeiro grupo de táxis elétricos.

“Premiado no ano passado, o projeto é o primeiro projeto de infraestrutura de descarbonização cofinanciado pelo programa TEN-T da União Europeia, “Greening European Transportation Infrastructure for Electric Vehicles” (“Tornando Ecológica a Infraestrutura de Transporte Europeu para Veículos Elétricos”).

Uma estação com o sistema de troca automática da bateria da Better Place, tem o custo de US$ 500.000 e é capaz de trocar a bateria descarregada de EVs dotados de um conjunto mecanicamente adaptado ela e, ao que tudo indica, ela  tensiona tornar tal tecnologia proprietária. O objetivo principal do projeto é o fazer a troca de uma bateria seja mais rápido do que encher o tanque. Conforme testes conduzidos, o sistema de troca é capaz de fazer a mudança dentro de um minuto.

A estação de troca de bateria usa um dispositivo robótico que remove a bateria descarregada para recarga e a substitui com uma bateria recarregada. O dispositivo robótico  pode manipular baterias de tamanhos variados e o condutor precisa, apenas dirigir o carro rampa acima e pará-lo sobre o vão retangular, o retante do processo é todo automático.

O sistema Better Place vem, pouco pouco, ganhando popularidade.

Final de 2012 e começo de 2013:

No início de outubro de 2012, Agassi se demitiu do seu papel como CEO da Better Place mundial, e foi substituído por Evan Thornley, que antes era CEO da Better Place - Austrália. Resumidamente, a princípio Agassi permaneceu no conselho da empresa, mas uma semana depois, ele demitiu-se nessa posição também.

Poucos dias após a nomeação de Thornley, a Better Place pediu aos seus investidores uma dotação financeira de emergência, totalizando cerca de US$ 150 milhões.

Em 29 de outubro de 2012, o Ynet, o site de noticiário de conteúdo geral mais popular de Israel, informou que a Better Place demitiria, naquela semana, entre 150 e 200 pessoas, de sua equipe de 400 pessoas em Israel, como medida para combater o seu problema de fluxo de caixa.

No final de janeiro de 2013, Thornley renunciou, e Dan Cohen foi nomeado novo CEO atuando pelo conselho.

Em seu projeto mais ambicioso fora de Israel, a Better Place havia planejado a implantação de 500 estações de carga, na Austrália, começando nas cidades mais importantes da costa leste daquele país, antes de se expandir nacionalmente.

A primeira Estação Better Place foi instalada em Camberra no final de 2011, mas em janeiro de 2013, depois de menos de 20 pontos de recarga públicos instalados, os novos lançamentos foram interrompido e o conselho da Better Place decidiu passar a se concentrar, apenas, em seus dois outros mercados pré-existente: Israel e Dinamarca.

Maio de 2013: Time out ... The Dream is Over! A Better Place declara Falência:

A Better Place declarou formalmente falência no último domingo de Maio, 26. A empresa israelense-americana tinha um projeto com a Renault para criar estações de troca de baterias.

A Better Place entregou a declaração de falência num tribunal de Telavive, em Israel. A ausência de mais fundos e falta de recursos para continuar com o projeto ditaram o fim da empresa.

Em um comunicado, Giles Normand, responsável pelas operações da Renault na região da Ásia-Pacífico, garante que ”estamos trabalhando para continuar a assegurar apoio pós venda para todos os carros elétricos em Israel, onde ainda se realizam mais de 80% de todas as operações da Better Place”.

A parceria entre a Renault e a Better Place começou em 2008. O objetivo era vender 100.000 unidades do Fluence ZE em Israel e Dinamarca, até 2016.  No entanto, a Renault vendeu apenas 1.000 unidades do Fluence ZE em Israel e 240 na Dinamarca.

Os proprietários podem continuar a carregar os carros elétricos em casa e a Renault compromete-se a cumprir a garantia dos veículos e a assegurar os serviços de manutenção.

Fonte principal:

Escritório Econômico e Comercial de Israel - São Paulo, Brasil

Outras fontes:

Better Place (Wikipédia, em inglês)

e-move.tv

Veja Também:

Pacote de Baterias dos VEs - Trocas, Recargas e Preocupações com Degradação por Recargas Sucessivas

Carro Elétrico Brasileiro - Pró-Tecnologia Nacional - Empreendedorismo

Os Custo das Baterias de Íon de Lítio e a Irrealidade Brasileira

A postagem de hoje, infelizmente, não é sobre tecnologias (da forma como eu sempre prefiro que seja) mas é sobre economia e política (fatores que afetam os empreendimentos e, conseguintemente, as tecnologias, seja para o bem, quando é para o bem ou seja para o mal, quando é para o mal).

Se por um lado o custo das baterias de íons de Lítio é um dos maiores empecilhos para uma maior adoção de VEs, por outro, a baixa demanda dos compradores destes carros poderá se tornar um fator que tenda a atrasar a queda nos preços das baterias.

O Departamento de Energia dos Estados Unidos estabeleceu a meta de reduzir o custo do pacote de bateria para US$ 300 por quilowatt/hora até 2014 mas, preços, não se podem ajustar apenas por desejo e mesmo decretos de governo, só o podem fazer, por um tempo, debaixo de forte contingência.

O conjunto de bateria de 23 kW.h usado no Focus Electric, primeiro carro elétrico da Ford a ser lançado, por exemplo, pode custar entre US$ 12 mil e US$ 15 mil (preço para a montadora), afirmou o seu presidente-executivo, Alan Mulally, em uma conferência em abril. Isso sugere que a Ford está pagando até US$ 652 por quilowatt/hora.

Volumes maiores de produção é o principal fator na queda dos preços das baterias, afirmam os consultores da McKinsey. Os preços também podem cair se os fabricantes de baterias aprimorarem seus processos de manufatura e usarem equipamentos padronizados.

Os custos das baterias também podem cair conforme a indústria de bens eletrônicos de consumo continuam a fazer avanços no aumento da carga e da potência das baterias de íon de lítio, segundo o estudo.

Ao longo do tempo, essas melhorias serão aproveitadas na indústria automotiva, afirma o consultor John Newman, da McKinsey, que também é autor da pesquisa. As baterias no setor de produtos eletrônicos de consumo são disponíveis hoje em dia por cerca de US$ 300 o kW.h. "É a indústria de eletrônicos de consumo que está empurrando os custos para baixo", afirmou Newman.

De fato, todos os fatores anteriormente mencionados, estarão ocontecendo de forma concorente nos próximos 10 ou 12 anos, de modo que existe uma forte expectativa de que, o custo das baterias de íons de Lítio usadas em VEs possa cair em algo mais do que 70% até 2025, ainda que possa vir a ter todos os seus parâmetros qualificativos melhorados, dobrados, até lá.

O principal motivo propulsor disso: a realidade da economia mundial, no que concerne a mobilidade, baseada em uma fonte não sustentável de energia: economia baseadas em alta do preço do petróleo e os padrões rigorosos de economia de combustível continuarão sendo o principal incentivo para que as montadoras fabriquem mais carros com a tecnologia, enquanto que os governos dos países que tem poder, continuarão sustentando incentivos por um longo período (na verdade investindo em mais poder no futuro).

As questões ligadas a fabricação dessas baterias, em uma escala maior, representará algo perto de um terço da potencial redução de preço até 2025, afirma a empresa de pesquisa de mercado McKinsey no estudo. A esperada entrada de mais e novas companhias no setor, assim como a tecnologia nova herdada de fabricantes de produtos eletrônicos como Apple também podem ajudar a reduzir o custo das baterias de íon de lítio, acrescentou a consultoria.

"Baterias mais baratas podem proporcionar uma maior adoção de veículos elétricos, o que potencialmente afetará os setores de transporte, energia e petróleo", declarou a McKinsey.

A consultoria previu que o preço de um conjunto completo de bateria de íon de lítio cairá de US$ 550 a US$ 650 por kW.h atuais para cerca de US$ 200 em 2020 e US$ 160 até 2025.

Se o preço da gasolina ficar em torno de US$ 3,50 por galão (3,8 litros), ou acima disso, montadoras que compram baterias por US$ 250 por kW.h poderão oferecer veículos elétricos a um custo muito mais competitivo do que o que já é atual (e eu não estou falando de Brasil, onde o preço atual é só uma fantasia uma vez que o mercado é inexistente), significativamente mais baratos, o que tenderá a acelerar o fim da era dos carros a combustível, entre 2025 e 2035.

Aqui no Brasil, andaremos sempre bastante defasados, por que a legislação brasileira não favorece carros elétricos. Não há nenhum incentivo tributário à produção, comercialização e licenciamento de veículos elétricos aqui, o que acontece em outros lugares do mundo – graças ao conceito ambiental ligado aos carros elétricos, que não prejudica tanto o meio ambiente.

Montadoras como a Nissan, Renault, Mitsubishi e General Motors tentam pressionar o governo brasileiro a conceder benefícios para os modelos elétricos e híbridos, mas o que acontece é o absurdo de uma situação completamente inversa: os elétricos pagam 25% de Imposto sobre Produtos Industrializados (IPI), porque nossa legislação não prevê carros sem motores a pistão. O Brasil continua sendo o pais da anedota criminosa: Isso significa que o governo enquadra o VE da mesma forma que um superesportivo com motor V12. A legislação brasileira compara os elétricos como ‘carros para ricos’.

A carga tributária brasileira agregada ao preço final do produto é desproporcional e torna inviável, por exemplo, a comercialização do Nissan LEAF. O IPI de veículos elétricos é o mesmo dos veículos mais poluidores a combustão: 25%. A contribuição ao Programa de Integração Social (PIS) e Contribuição para o Financiamento da Seguridade Social (Cofins) é de 11,6%. O ICMS varia entre 18% e 19% dependendo do estado, enquanto o IPVA, apesar da isenção em sete estados, pode atingir até 4% em outros.

E ai, Tia Dilma?? Pense, mulher: Eu mesmo seria o primeiro a comprar um carro elétrico, se ele estivesse ao meu alcance. Mas não deixo de pensar na coletividade e no meio ambiente, quando eu olho para o cenário no qual o contexto dos VEs está inserido no Brasil, por uma óticas conturbante, porém bem sincera:

• O Brasil possui uma alta capacidade de produção energética, tanto instalada como latente. Porém para construção de mais hidroelétricas, teríamos que invadir o eco sistema e prejudicar o meio ambiente. Por outro lado, quando falamos em emissão de gases poluentes, o carro elétrico fica de fora da culpa poluidora. A Petrobrás que não é boba, já deu passos largos para investimentos na produção alternativa de energia não poluidora, de olho no futuro do carro elétrico desembarcado aqui.  Quando a política enxergar os fatos, já será tarde e, como sempre, vamos receber presentes de grego, ou seja: os carros elétricos quando aportarem por aqui, comercialmente viável, já estarão fora de moda nos países que saíram na frente 10 anos atrás (isso já aconteceu com outros produtos antes).

• Quanto à coletividade, sempre teremos os pobres babões com vontade de ter um carrão, à gasolina é óbvio: enquanto a minoria rica é subsidiada pelo governo em caminhonetes à diesel, circulando vazias nas cidades, poluindo e afrontando a burguesia, bem como atiçando a cobiça dos donos de ferrovelho, alimentando a indústria do crime de assaltos seguidos de mortes, cada vez mais frequentes nas super caminhonetas das cidades, que deveriam estar na roça trabalhando, já que foram financiadas com ajuda do governo para tal finalidade. Pode prestar atenção e me dizer, se não é assim que está o tal negócio. A coisa toda tá, continua "maus", como sempre foi!

• Pobre, que é o que nunca faltou no nosso país, tem carro à gasolina, em geral velho, que também pode rodar a gás de cozinha (adaptado com botijão junto ao motor), sem segurança, sem regulamentação e sujeito à apreensão, ou a explodir tudo a qualquer momento ou, então, ele tem uma moto de baixa cilindrada que vive derrubando-o no trânsito caótico das grandes cidades, quando não vai parar numa fila de espera eterna numa unidade do SUS que já está na UTI há décadas. E querem criar (não, recriar) mais um imposto pra mesma saúde, que eles, políticos corruptos EM MAIORIA, já deixaram em frangalhos com a mal aplicada, desviada e roubada CPMF. No que diz respeito a isso tudo, muitos de nós também vêm se tornando bastante favoráveis a uma outra máquina movida a energia elétrica, só que esta, sem rodas ou motor e, que deveria estar instalada em todas as unidades prisionais do Brasil, mesmo que até o presente momento não exista um poder executivo e judiciário com culhão o bastante, para colocar o público alvo a devidamente encarcerado ali.

Eu disse, e está dito! Só que tem um pequeno grande detalhe: Mesmo que o governo brasileiro deixasse de andar na contra mão e passasse a fizer a parte dele direito, mesmo assim, nós continuaríamos não tendo acesso aos VEs aqui pois, não há investidores nacionais REALMENTE disposto a produzi-los no pais, há um monte de "historinhas", algumas até que bem intencionadas mas, é só isso, nem mesmo para produzir baterias adequadas tem investidor aqui e as grandes montadoras detentora das tecnologias, por uma série de motivos, não se interessarão, tão cedo, em vir produzi-los aqui.

Nem mesmo empresas multinacionais já instaladas aqui e detentoras de tecnologia, produzirão aqui para exportação, seja VEs, ou mesmo só baterias e nem mesmo apenas eletroeletrônica embarcada. Esquece isso! Estamos fora da rota de interesses.

De modo que, teremos simplesmente que, fazer o de sempre: esperar a boa vontade de alguma grande montadora que venha a ser a pioneira em VE no Brasil pois, toda a produção dos VEs nestes próximos primeiros anos, que será muito limitada (menor que a demanda reprimida), será toda, apenas para atender mercados do primeiro mundo (do qual nós estamos ainda muito longe de fazer parte). E, quando houver algum salto tecnológico, seja em baterias ou em carregadores embarcados, nós poderemos, se tivermos sorte, receber aqui um pouco dos rejeitos industriais do primeiro mundo.

Quem sabe até o dia que isso venha a acontecer, o governo brasileiro retire a sua mão absurdamente pesada em tributação contra os VEs e, assim, a gente consiga até mesmo adquirir alguns bons obsoletos. C'est lá vie, my friend! Dura ...