A Futura Giga-fábrica de Baterias da Tesla Motors e o Sonho dos Bolivianos com Riqueza e Poder

Recentemente, numa postagem anterior, sob o título "O Tesla Modelo X, O Tesla Modelo 3 e a Futura Giga-fábrica de Baterias em Nevada", um anúncio muito importante para o "mundo dos VEs" foi feito: a empresa Tesla Motors decidiu que irá construir naquele estado americano, o seu mais novo empreendimento: a Tesla Gigafactory de baterias.

Para tocar o giga projeto, fora o apoio do governo do estado de Nevada, a Tesla contará, ainda, com uma parceria com a Panasonic, além outros parceiros menores. A ideia confiante é a de que a Tesla Gigafactory venha a entrar em operação até o ano de 2020, para que ela já possa estar produzindo 50 GW.h de baterias por ano, ou seja, baterias suficiente para produzir mais de 500.000 VEs da Tesla anualmente, e, obviamente, que estamos falando de baterias de tecnologia baseada na eletroquímica do Lítio.

Tesla Motors está finalmente construindo sua Giga fábrica de 5 bilões e dolares em Reno, Nevada, EUA, colocando um fim no concurso entre os cinco estados norte-americanos para o que está programado para ser a maior fábrica de baterias de íons de lítio do mundo. Mas o âmbito de planos de Tesla vão muito além das fronteiras de Nevada.

Já, o outro tema que está sendo cruzado aqui, que se refere ao "sonho dos bolivianos", também não é novidade neste blog: em Julho de 2012, sob o título "O Brasil e a Energia do Lítio", nós afirmávamos que é voz comum, a afirmação de que os salares da Bolívia (principalmente na superfície e escondido sob o Salar de Uyuni, uma área de 10.582 km2 de deserto de sal inóspito nos Andes bolivianos, que é tido como maior depósito de lítio natural do mundo) tem as maiores reservas de lítio do mundo, e que seu presidente Evo Morales afirmava não abrir mão dessas reservas para industrializar o seu país.

Uma lagoa evaporação utilizada para medir os níveis de lítio e outros minerais que fica no deserto de sal de Uyuni: a Bolívia tem a metade das reservas de lítio conhecidas no mundo.

Ora, nós sabemos que a produção mundial de VEs vem crescendo gradualmente (e lentamente, mas parece que a Tesla Motors quer colocar um bocado de pimenta malagueta nesta panela), enquanto que o Lítio é (e continuará sendo, ainda por um longo tempo) o ingrediente vital para se construir as baterias recarregáveis, não apenas para os VEs, mas, também, para toda uma gama de dispositivos eletrônicos móveis, computadores, tablets e smartphones.

Dai a oportunidade para a Bolivia vir a ser tornar, rapidamente, na "Arábia Saudita do Lítio" (espressão que tem se tornado comum na mídia): As salinas de Uyuni, que se estendem através de um planalto andino remoto no sudoeste do país são, sem margem para engano, a maior reserva do mundo do metal macio, leve e esbranquiçado cobiçado pelas empresas de alta tecnologia, desde o Vale do Silício até Tóquio.

Em 2013, o presidente Evo Morales agiu rapidamente, tocando em frente os planos do governo, para finalmente começar a recolher o lítio, iniciando um negócio com potencial de muitos bilhões de dólares para o país sul-americano empobrecida: Em janeiro, a Bolívia inaugurou a sua planta piloto, almejando começar a produzir apenas 40 toneladas de carbonato de lítio naquele ano. Todavia, o governo informou que pretende fazer a rampa de produção subir para até 30.000 toneladas/ano (cerca de um quinto da atual demanda global).

No entanto, a Bolívia enfrentará uma série de desafios técnicos: os depósitos de lítio de Uyuni são invulgarmente salgado e úmido, com as salinas inteiras inundadas pelas chuvas sazonais, a cada mês de fevereiro se tornando semelhante a um espelho infinito refletindo perfeitamente o céu. Ali, o lítio se encontra misturado com o magnésio, o que complica o processo de extração. Também a localização remota de Uyuni tende elevar o custo para implantação de infrestrutura necessária para trazer energia, água e outros insumos.

Enquanto isso, a atitude isolacionista do governo socialista de Morales, e das nacionalizações recentes de tudo, desdo sistema elétrico, até os aeroportos, pode significar que o país  terá problemas para acessar a tecnologia estrangeira necessária para processar o lítio, mas, devido ao enorme potencial de vendas existente em Uyuni, a Bolívia está tomando a aposta.

Durável, confiável e capaz de acumular grande quaantidade de carga, as baterias de lítio têm sido muito utilizados em uma gama de produtos de alta tecnologia, desde os marca-passos, até os laptops, passando pelos smartphones. Mas nada disso representa o mesmo potencial de inflamar o mercado de lítio, transformando-o em uma corrida de global pelo lítio, do que o imperativo de contenção das mudanças climáticas, que é o princípio que move o mercado de carros elétricos.

Os VEs, sejam os puramente elétricos, ou mesmo os híbridos, precisam de pacotes de baterias de porte considerável: num pacote de bateria de um único VE podemos encontrar tanto lítio quanto o que encontramos em mais de dois mil baterias de smartphones reunidos. Isto significa, portanto, uma crescente demanda para o elemento que, mesmo com lítio reciclável, a matemática não poderia ser mais esmagadora.

Quando se trata de estatísicas sobre quanto, em percentual, o litio existente em Uyuni corresponde ao total global das reservas mundiais, o Sr. José Bustillos, diretor de operações da agência estatal de mineração da Bolívia COMIBOL, costuma corrigir os interlocutores que o entrevistam em seu escritório La Paz, quando estes mencionam qualquer valor menor do que 70% (enquanto o amplamente divulgado é 40%).

"A diferença", explica Bustillos, "é que nos estudos anteriores literalmente apenas arranhamos a superfície de Uyuni, descendo apenas 2 ou 3 pés. Novos estudos têm perfurados para baixo tão profundo quanto 600 pés." As estatísticas conservadoras dão conta de reservas de até 20 milhões de toneladas, mas se Bustillos estiver certo, a Bolívia pode estar sentada em cima de até 100 milhões de toneladas de lítio.

"A Bolívia é um país abençoado com recursos naturais, mas estes têm sido saqueados por pessoas de fora ao longo dos anos, enquanto os bolivianos ficaram com amendoim", diz Bustillos, explicando a abordagem do governo para desenvolver as recompensas monetárias do de lítio. "Queremos exportar não apenas matérias-primas, mas os produtos acabados, tais como baterias. Mas temos de ser realistas. Isso não vai acontecer rapidamente. E vamos precisar para gerar confiança em produtos feitos na Bolívia."

Ainda em 2013, o país já havia entrado em negociações com a China, Holanda, Japão e Coréia, conforme confirmava Bustillos, afirmando que qualquer acordo tomaria a forma de uma parceria conjunta,  permitindo o controle Bolívia sobre suas reservas de lítio, ou que seria, apenas, uma compra direta da tecnologia que for necessária.

A remoção da água a partir dos depósitos de lítio, ainda que o processo possa ser demorado processo, é uma tecnologia relativamente simples e de baixo custo, mas de acordo com Gail Mahood, professor de ciência geológica e ambiental na Universidade de Stanford, o grande desafio técnico será extrair o magnésio que se encontra misturado com o lítio.

"Ele fica próximo ao lítio na tabela periódica e se comporta de forma semelhante", disse o Prof. Mahood. "Isto, definitivamente, vai empurrar os custos para cima." No entanto, o maior problema ainda pode estar por vir: "O processo irá exigir uma grande quantidade de água doce, e onde é que se vai conseguir isso?", Pergunta Mahood. "Irá se levá-la a partir de a montante onde as comunidades indígenas estão usando-o para a irrigação?"

Já, alguns analistas de mercado não estão convencido do movimento do país para explorar as suas reservas de lítio faz sentido econômico, afirmando que mesmo que o mercado de carros elétricos decole, será mais barato expandir uma operação já existente, e isso é exatamente o que está acontecendo em três grandes operações de lítio existente em Quebec, Austrália ocidental e na região do Puna da Argentina. Juntos, os três vão aumentar a oferta anual de lítio globais por 54 mil toneladas em 2014.

É verdade, o governo boliviano tem divulgado diferentes inaugurações de plantas-piloto, tanto para o cloreto de potássio, quanto para o carbonato de lítio desde o início do ano passado. No entanto, até agora, a Bolívia não conseguiu introduzir-se com seriedade em um dos mercados mais atraentes e promissores hoje e nos próximos anos, pois até os dias de hoje taos plantas piloto não estão plenamente operacionais, enquanto uma nova infraestrutura de fábrica-piloto de baterias de Li-ion vem chegando da China para a Bolívia.

As ambições de Morales para explorar o lítio, e a sua estratégia de atuação, pode ser vantajoso para os bolivianos a longo prazo. Todavia, nos próximos anos, os bolivianos talvez possam se frustrar na esperança de ver um enorme afluxo de dólares em função do lítio, extremamente necessários à sua terra natal Andina sub-desenvolvida, como de fato vem ocorrento até atualmente, em que nada muito especial tem acontecido naquele país.

Nem mesmo o Brasil e seu governo, com todo o seu potencial tecnológico e com interesses políticos especial pela Bolívia, parece ter empuxo econômico e de tecnologia, ou coragem o suficiente para se interessar, atualmente, pela questão do lítio boliviano, de modo a oferecer alguma parceria séria à Bolívia, e talvez isso ocorra, em parte, porque ficou um trauma com relação à nacionalização do setor de gás e petróleo do país, decretado pelo presidente Evo Morales no dia 1º de maio de 2006, numa ação que incluiu ocupação militar das refinarias, inclusive as da Petrobras.

Nacionalização do gás pôs Bolívia em choque com Brasil - Dependente do produto,
Brasil foi surpreendido com ocupação militar da Petrobras em 2006.

Pelo decreto, de nº 28.701, o governo Boliviano estipulou que as empresas teriam de deixar o país, se não assinassem contratos reconhecendo o novo controle estatal sobre os campos de petróleo e gás: "Não somos um governo de meras promessas, seguimos o que propomos e o que o povo exige", disse Morales, na época, após assinar o decreto de nacionalização, pelo qual governo de La Paz aumentava de 50% para 82% o imposto sobre a exploração do gás, obrigando, concomitantemente, as empresas operadoras a entregar toda a sua produção à YPFB (estatal petrolífera da Bolívia).

Por causa do alinhamento político que há entre os governos dos dois países, a Petrobras, empresa que é responsável por 18% do PIB boliviano, nunca recorreu seriamente contra tal procedimento, ao contrario, aceitando com tranquilidade e mantendo as novas condições impostas, mesmo havendo contínua contrariedade na opinião pública brasileira.

Há poucos dias atrás, no bojo dos múltiplos escandalos de desvios envolvendo a Petrobras, o Tribunal de Contas da União (TCU) do Brasil pediu explicações à Petrobras sobre o pagamento de US$ 434 milhões, sem previsão contratual, à Bolívia pelo fornecimento ao Brasil de gás natural, alegadamente contendo componentes de gases nobres, mas que não são nem contratados, e nem utilizados pelo Brasil. O despacho determinando a fiscalização nos contratos foi feito pelo ministro José Jorge.

Em maio de 2006, Evo Morales expropriou uma refinaria da Petrobras na Bolívia.
Ainda assim, Petrobras ajudou a garantir crescimento 6,78% do PIB Boliviano, em 2013.

“Está se pagando por componentes que não estão previstos no consórcio e que também não estão sendo utilizados no Brasil. Determinamos uma fiscalização imediata nos contratos para verificar quem autorizou o pagamento e qual foi o acordo firmado”, explica. A auditoria deve durar entre 90 e 120 dias.

A Petrobras tem um contrato de fornecimento de gás natural com a Bolívia há cerca de 20 anos. O gás que chega ao Brasil vem com alguns componentes nobres misturados, que se tivessem a separação processada, poderiam ser usados pela indústria química, mas isso não é feito nem pela Bolívia, nem pela Petrobras. “Nenhum dos dois faz isso, nem está previsto em contrato, e a Petrobras nunca pagou por esses componentes que não usa. Mas, agora, a Petrobras resolveu pagar por esses componentes, INCLUSIVE OS ATRASADOS, E ISSO DEU UMA CONTA DE R$ 1 BILHÃO”, disse o ministro.

Entretanto, apesar dos desvios da rapinagem econômica que acontece sob o comando dos governantes socialistas sul-americanos, uma chama para que a Bolívia, o país pobre mas com o maior número de recursos de lítio na terra, mantenha a esperança para se tornar a nova Arábia Saudita do mundo, produzindo carbonato de lítio em proporção às novas necessidades do planeta, poderá mesmo vir da pressão que questões ambientais exercem, impulsionando a iniciativa privada dos paises verdadeiramente industrializados, pois, os veículos elétricos já fazem parte da realidade deles e estão lá para ficar.

Não é de se admirar que tem havido, ao longo dos anos de 2013 e 2014, tanta discussão sobre se Tesla Motors será capaz de suprir a demanda por seus carros, com os críticos mais furiosos contra os VEs, as baterias de íon de lítio e da exploração e emprego do lítio argumentando que a montadora irá falhar, não porque ela não pode vender os veículos que fabrica, mas porque ela não vai ser capaz de ter ém mão baterias em quantidade o suficiente para produzir carros o suficientes, para fazer com que todo o seu negócio se torne rentável.

Em certo sentido, esses comentaristas vêm dizendo a que Tesla vai certamente enfrentar sérios problemas de abastecimento de bateria Li-ion que irá essencialmente impedir quaisquer perspectivas para a montadora a se transformar em uma líder mundial VEs, porém, surpreendentemente, nenhum deles tem realmente mencionado que é o lítio o maior possível obstáculo para o avanço da Tesla. Daí essas visões têm, o tempo todo, tomado o lítio como já garantido.

Todavia, o sucesso (ou fracasso) da Tesla não dependerá, tanto, de qualquer restrição de oferta de baterias de Li-ion, como tal, mas sobre o que acontece no início da cadeia de valor do lítio, não obstante, evidentemente, o fato de que não pode haver baterias Li-ion sem lítio. Para o bem desse argumento, vamos assumir, neste momento que não há nenhuma restrição de fornecimento de lítio para a Tesla enfrentar.

Dada a sua capacidade de produção, a Tesla Motors deve ser capaz de produzir o maior número de VEs acompanhando a demanda do mercado, pois caso contrário os seus principais concorrentes, poderão fazê-lo, com todas as consequências que isso implicaria para a Tesla. No artigo mencionado anteriormente sobre o anúncio da nova Giga-fábrica de baterias que começa a ser instalada no estado de Nevada, previa-se que em 2020 a Tesla será capaz de produzir cerca de 500.000 baterias para atender a cerca de 500.000 VEs por ano, a serem montados em expansão da sua fábrica em Fremont, Califórnia.

Concreto fluindo na propriedade Tesla no Centro Industrial de Tahoe Reno, Nevada, acompanhando o trabalho de dezenas de máquinas pesadas em novembro de 2014.

Assumindo que a Tesla trata bem a competição e não sucumbirá à tentação de vender suas baterias para fora, correndo o risco de se ver ultrapassada por alguma outra grande empresa do ramo automotivo (atualmente, o Nissan LEAF é o campeão de vendas entre os VEs puramente Elétricos nos EUA, tendo crescido mais de 100% ao longo de 2014 naquele mercado, enquanto o Tesla Modelo S se tornou, ao longo de 2014, o segundo colocado, últrapassando em vendas o hídrido Toyota Prius, e praticamente empatando com Chev Volt, também híbrido), parece justo sustentar que o caminho pode ser pavimentado para que ela se torne uma empresa jogadora verdadeiramente dominante no emergente mercado de VEs puramente elétricos mundial (veja as tabelas de dados em Monthly Plug-In Sales Scorecard).

Da mesma forma, não deve haver uma restrição de oferta de baterias de Li-ion para a Tesla, pois isso seria subestimar a capacidade dos fornecedores experientes, de longa data estabelecidos, de células e partes de células, e a competência da própria Tesla para assumir o seu desafio, uma vez que ela já tem assinado um acordo com a Panasonic para o abastecimento de quase 2 bilhões de células a serem entregues nos próximos quatro anos, envolvendo, no mesmo acordo, parceria para a construção, no prazo de apenas um par de anos, da sua Giga-fábrica de baterias em antecipação ao lançamento dos novos Modelos X e Model 3 (que já havia sido extra-oficialmente chamado de "Modelo E" e que vem para concorrer diretamente com o Nissan LEAF), enquanto que o BMW i3, que começou a ser vendido no mercado dos EUA apenas a partir de Maio/2014, está crescendo muito rapidamente em vendas, mostrando a força da demanda crescente.

O Tesla Model 3 (previsto como ano modelo 2017), que chega em 2016,
como carro menos luxuoso da Tesla Motors e concorrente "mais direto" do Nissan LEAF

Agora, vamos supor agora que, a menos que a Bolívia se torne um importante player no mercado de lítio global nos próximos 3 ou 4 anos, entre 2019 e 2020, pode haver uma efetiva restrição de oferta de lítio. Ou seja, goste o mundo ou não, a Bolívia é a chave para a chegada de um novo paradigma técnico-econômico no mundo, porque, afinal de contas, as baterias que são destinadas a alimentar os carros elétricos da Tesla que, juntamente com as baterias destinadas às outras montadoras concorrentes (que não vão querer ficar para trás), devertão produzir, em um par de anos, uma demanda de muito, muito lítio mesmo.

De fato, há algumas outras operações de lavra de lítio, em outras partes do mundo, que já se encontram em andamento, mas elas não serão, sozinhas, capazes de produzir material suficiente para manter a demanda para a decolagem do mercado dos VEs, com manutenção dos preços do lítio em nível competitivo, com o advento de uma corrida de lítio real, sem apelar para a extração de lítio das salinas de Uyuni na Bolívia.

Quanto às demais operações, elas também apresentam problemas e dificuldades, tal como no caso do Chile, não pela quantidade das reservas de lítio em si, mas quanto ao fornecimento de água, que pode ser uma séria desvantagem, também para a Argentina, para se produzir lítio no próximo futuro. Isso explica por que a produção de lítio nesses países tem crescido tão pouco nos últimos 2 ou 3 anos. Já, no caso da Austrália, ela pode ser constrangido em termos de quantidade de reservas disponíveis.

Durante o período de janeiro a novembro de 2013, a Tesla Motors teria consumido (apenas) 2.090 toneladas métricas de Carbonato de Lítio Equivalente (LCE), o que correspondeu a 72% de todo o lítio que foi necessário para o produção de baterias de íons de lítio usadas por todos os VEs Plug-in produzidos nos EUA (ou a 68% de todo o lítio exigido por todos os VEs, híbridos mais puramente elétricos, vendidos naquele mesmo mercado).

Assumindo uma demanda global de lítio de 168.000 toneladas para 2013, o consumo de lítio de Tesla naquele ano teria sido de 1,24% do consumo de lítio do mundo. Assim, para materializar as suas perspectivas para a produção de meio milhão de VEs em 2020 (só nos EUA), a Tesla iria sozinho exigir entre 40.800 e 59.442 toneladas de LCE, números que correspondem, respectivamente, a 24,29% e a 35,38% de todo o LCE consumida no mundo em 2013.

Da mesma forma, ainda mais lítio é esperado para ser demandado para garantir uma marcha triunfal da Tesla em direção aos mercados da Europa (e em particular, para o da Alemanha) e, também, China, um país que decidiu se colocar na meta de ter 5 milhões do que os chineses chamam de "veículos de energia nova" rodando nas ruas e estradas, até o final de 2020, mesmo que alguns deles não venham ser, necessariamente, veículos de baterias baseadas em lítio.

Isto é bastante significativo, se considerarmos que Tesla já iniciou um processo de expansão para cinco países da Europa (Noruega, Holanda, Suíça e Áustria, além da Alemanha) e anunciou planos para a construção de uma rede de sobrealimentação ambicioso, sem descartar a possibilidade de construção de uma fábrica de VEs, bem como uma política de preços agressiva para o seu Modelo S na China, com o que parece ser um compromisso de tentar levar a maior parte desses mercados.

Então temos agora que olhar para estratégia de lítio da Bolívia, que em poucas palavras, consiste em três partes:

• Primeiro, o de produzir 40 toneladas por mês de carbonato de lítio em um nível piloto;
• Segundo, o subir a produção do carbonato de lítio em escala industrial para 30 a 40 mil toneladas anuais, e;
• Por fim, de alguma forma, produzir em solo boliviano baterias de lítio;

Por mais irracional que possa parecer, o principal problema que a Bolívia está enfrentando agora não é o financiamento, mas de tecnologia, sobre as limitações das tecnologias baseadas na evaporação solar para extrair lítio a partir dos campos de sal de Uyuni, e devido à sua incapacidade de "descobrir", depois de mais de 5 anos de experimentação pouco frutífera, a sua própria tecnologia para produzir competitivamente carbonato de lítio de qualidade e pureza adequada, não apenas para escala industrial mas, até mesmo, para a operação piloto, e então, recentemente, os funcionários encarregados deste projeto estratégico voltam suas atenções para a fabricação das baterias de lítio.

Planta piloto de Uyuni na Bolívia, planejada pelo governo boliviano para a produção de 40 toneladas/mês de Carbonato de
Lítio Equivalente (LCE), no curso de 2013 produziu, apenas, 9 toneladas.

Para este fim, eles avançaram uma abordagem em três tempos:

• Para começar, eles procuram mudar o contrato que foi assinado em julho de 2012, com um consórcio formado pelas empresas coreana Kores e Posco, para que eles possam começar a produzir catodos de lítio diretamente de salmouras de Uyuni em um nível piloto. Todavia, talvez cansados de esperar por um sinal claro das autoridades bolivianas, Posco, maior siderúrgica da Coréia e uma empresa líder no desenvolvimento de processos de materiais avançados, teria decidido investir apenas no projeto Lithium Americas Cauchari-Olaroz em Jujuy, Argentina. Nestas circunstâncias, só o tempo dirá se os coreanos manterão sua participação original no projeto de lítio da Bolívia, ou então se decidem postergá-lo indefinidamente, ou, o que é menos provável, abandoná-lo;

• Em segundo lugar, eles contrataram, também, um fornecedor de material baterias chinesa para montar um laboratório destinado a produzir, numa base experimental as primeiras baterias de lítio na Bolívia. A um custo de quase 3 milhões de dólares, o que me parece muito pouco investimento, a planta piloto está prevista para o início de operações até o final de 2014. No entanto, ao contrário do discurso político do governo, porém, a planta terá que usar, por um longo tempo, todos os insumos importados da China, pois de acordo com o presidente Morales em 2013 a Bolívia foi capaz de produzir apenas 9 toneladas de carbonato de lítio (e não 40 toneladas) de qualidade e pureza requeridas;

• Por último, tem sido conhecida há alguns meses que Secretaria de Comércio da Holanda entregou ao governo boliviano um plano com vista a detalhar o papel dos vários parceiros holandeses em uma joint-venture criada para ajudar com a produção comercial de baterias de íons de lítio na Bolívia. De acordo com esse plano, a Universidade Técnica de Delft irá treinar bolivianos que vão trabalhar em um laboratório para o desenvolvimento de baterias de íons de lítio, enquanto a empresa holandesa BTI - Energy Innovators ficará encarregada de projetar e construir a fábrica, a Da Vinci Laboraty Solutions auxiliará na organização do laboratório, e a Boon e Consultoria irá coordenar os esforços entre os diferentes parceiros. Na sequência de informações reservadas, a Bolívia vai pagar 45 milhões de dólares pelo o laboratório, a fábrica e a assistência técnica. 

Então, é preciso se perguntar, neste momento: Porque a Bolívia não decidiu escolher empresas que já se encontram na borda tecnológica para um plano tão abrangente?

Em suma, o problema com esta estratégia global de lítio industrialização boliviano é que falta, tanto perspectiva, quanto direção. Falta-lhe perspectiva, porque ninguém sabe como os parceiros coreanos e holandeses, assim como o empreiteiro chinês vão interagir uns com os outros para gerar qualquer resultado significativo para a Bolívia, considerando que eles não só têm diferentes tecnologias, mas também interesses muito distintos; e ela não tem direção, porque parece um pouco difícil dizer onde a industriliazação de lítio da Bolívia irá chegar, em posição, nos próximos anos com uma estratégia não pouco complicada.

Providencialmente, nem tudo parece estar perdido para a Bolívia. Graças aos projetos da Tesla Motors atualmente em andamento, as expectativas globais de lítio estão hoje em seu ponto mais elevado daquele que, antes, sempre estiveram. Mas é claro que o tempo também está correndo e se esgotando para a participação imediara da Bolívia, se ela não conseguir corrigir imediatamente a sua estratégia de lítio para garantir a sua introdução no mercado de lítio global nos próximos 3 ou 4 anos, e como resultado, os preços elevados ou instáveis ​​do lítio poderão criar um mecanismo pernicioso que virá desencorajar um maior desenvolvimento tecnológico para bateria de lítio, e redirecionar o mundo dos VEs no sentido de tecnologias suplentes, sendo um deles, talvez, as células de combustível, tal como previsto pela aposta da Toyota.

Então fica previsto um futuro próximo de muito mais "guerras de palavras" do que aquele que temos assistido nos tempos, entre Tesla e Toyota, principalmente, porque o que está em jogo, agora, não é nada menos do que o controle da indústria emergente mais importante do mundo: a dos VEs.

Os atrasos da Bolívia em entrar no mercado de lítio poderão contribuír não só para uma busca acelerada por substitutos para o lítio, liderada por parte da Toyota e Honda, mas também uma oportunidade perdida para a humanidade em, finalmente, poder se deslocar do uso de combustíveis fósseis para veículos de transporte e, evidentemente, para a Bolívia que sonha em se tornar a próxima superpotência de energia verde no planeta Terra.

Parece se tornar um senso comum de que a Tesla tenha, de fato, começado a fazer a diferença na indústria automobilística mundial, dando uma nova (e talvez a última) chance para a Bolívia fazer parte de uma nova maneira de fazer as coisas do mundo. Embora os projetos da Tesla parecam ainda muito bem traçados, pode ocorrer de, na falta do lítio boliviano, deles sairem, ao final, bastante prejudicados.

Ao encerrar, para esclarecera minha visão de aficcionado ao mundo dos VEs, em defesa da importância estratégia da presença da Tesla para o bom desenvolvimento do cenário dos VEs, é que ela é, ainda atualmente, a única empresa a atingir uma relevância relativamente grande, mesmo se mantendo comprometida a produzir apenas VEs, puramente elétricos, portanto, tendo um total compromisso com o mais rápido sucesso desta tecnologia, situação bem diferente das demais grandes montadoras tradicionais, que têm o mercado de VEs, apenas como uma opção extra, que pode ser desenvolvida sem grande urgência.

 

Rererências Bibliográficas:

1. The Bolivian dream: lithium batteries included - Simeon Tegel - Março de 2013;
2. TCU pede explicações à Petrobras sobre compra de gás da Bolívia - Sabrina Craide - Repórter da Agência Brasil - Outubro de 2014;
3. Tesla Motors And Bolivia's Lithium Strategy: What's At Stake? - Juan Carlos Zuleta - Janeiro de 2014;

Veja Também:

Por que o preço do petróleo está caindo? Quem são os ganhadores e os perdedores?

Híbrido Toyota Prius será fabricado em São Bernardo do Campo - SP?

O Básico Sobre o Sistema de Tração de Veículos Elétricos

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

Pacote de Baterias dos VEs (Tesla Modelo S) - Trocas e Recargas:

Em Agosto de 2012 nos dissemos aqui, neste blog, que a forma de montagem do pacote de baterias do Tesla Modelo S 2012 privilegiava o fato dele poder ser mais facilmente permutável mas que, todavia, a Tesla Motors não assumia estar dizendo que tivesse planos para oferecer um serviço de troca, semelhante ao proposto e executado, na época, por empresas como a Better Place (que era o de substituir, de maneira rápida e automática, o pacote de baterias descarregado de um VE, por outro previamente carregado, em cerca de apenas 2 minutos).

Mas também dissemos que o potencial para tal operação estava lá, presente no carro, e falava por si mesmo, muito embora o Tesla Modelo S tenha sido projetado num arranjo de células fino o bastante para que o pacote seja uma parte integrante do chassis - tanto para que os engenheiros de Tesla reduziram o diâmetro das barras estabilizadoras, pois o pacote de baterias fornecia suficiente rigidez à torção.

Todavia, este blog reconhece que falhou em não informar, quando em junho de 2013, a Tesla Motors efetivamente anunciou o seu objetivo de implantar estações de troca de bateria, em estações de recarga Tesla já existentes. Na ocasião, em uma demonstração, a Tesla mostrou uma operação de troca de pacote de baterias, que demandava pouco mais de 90 segundos (cerca de metade do tempo que se leva para encher um tanque de gasolina vazio).

Tesla modelo S 2014

Pois bem, aquele evento gerou uma enorme repercussão na imprensa internacional e, toda a cobertura subseqüente explicou por que a troca da bateria era importante, apesar da rede de estações de carregamento rápido (Supercharger CC) da empresa estar em plena expansão na época. A oferta da capacidade de trocar o pacote de baterias (em menos 2 minutos) e de reabastecer de energia a bateria do carro (em menos de 10 minutos), renderam a Tesla Motors pontos extras importantes, no mundo dos créditos de veículos de Emissão-Zero, administrado pelo poderoso California Air Resources Board.

No entanto, depois disso, nós ouvimos muito pouco sobre a troca de bateria da Tesla (dai a falha de informação deste blog), enquanto que, aquela demonstração deixava muitas perguntas sem resposta, incluindo a forma como os tubos de refrigeração do pacote de baterias podiam ser desconectados e reconectados, automaticamente, num se curto espaço de tempo, e sem causar qualquer derramamento do líquido refrigerante da bateria (usado no Tesla Modelo S).

Estações de carregamento rápido (Supercharger CC) da Tesla

Por outro lado, no mês anterior a demonstração e anúncio da Tesla, a empresa americana-israelense, Better Place, que também investia em estações de recarga elétrica para VEs, por meio da substituição rápida e automática do pacote de baterias desses veículos, e que tinha um projeto em conjunto com a Renault para criar estações de troca de baterias especialmente concebidas para o sedan Renault Fluence ZE, declarou formalmente falência.

A ausência de mais fundos e falta de recursos para continuar com o projeto ditaram o fim da empresa, deixando muitos dos aficionados dos VEs e suas tecnologias, desalentados. A parceria entre a Renault e a Better Place havia começado em 2008 e, o objectivo era vender 100.000 unidades do Fluence ZE em Israel e Dinamarca até 2016.  No entanto, até a falência da Better Place, a Renault havia vendido apenas algo em torno de 1.000 unidades do Fluence ZE em Israel e 240 na Dinamarca.

Com isso, os proprietários puderam continuar a carregar os carros elétricos em casa e a Renault comprometeu-se a cumprir a garantia dos veículos e a assegurar os serviços de manutenção contratados.

Por fim, em abril último passado, o Air Resources Board da Califórnia propôs alterações ao seu regulamento interno, que teriam como consequência a eliminado dos créditos extra para a tecnologia de troca de bateria que, presumivelmente, poderiam beneficiar a Tesla em seu projeto.

Então, agora, parece que nada mais está garantido e muitos se perguntam: Onde se pode encontrar uma estação pública de troca de bateria da Tesla? De fato, não há nenhuma ainda, porém, respondendo ao weblog Jalopnik (que, desde 2004 cobre, de modo sempre combativo e irreverente, cobre sobre carros, cultura de carros e indústria automotiva), o vice-presidente de desenvolvimento corporativo da Tesla , Diarmuid O'Connell, afirmou que pelo menos um local de troca esta por vir: "Eu gostaria de ter algo no lugar até o final do terceiro trimestre", disse O'Connell a Jalopnik, dizendo que a empresa estava "no processo de desenvolvimento de" um local para a primeira estação de troca de bateria.

O'Connell, atribuiu o atraso na implementação de estações de troca de bateria para o fato de que a empresa tem sido bastante ocupado com várias outras prioridades (e quem acompanha, sabe que isso é fato), mas ele se recusou a discutir a questão do custo das estações de troca de baterias propostas, cujos mecanismos e automação necessárias tendem a custar um múltiplo do custo de US $ 150.000 a 300.000, muitas vezes mencionado como sendo o custo de instalação de uma estação de recarga Tesla Supercharger CC. Ele sugeriu, ainda, a possibilidade de cenários em que as estações de troca sejam operadas visando apenas clientes frotistas.

Preocupações (ainda) com a Degradação das Baterias por Recargas Sucessivas:

Qualquer pessoa que possua um smartphone, um laptop ou mesmo um VE sabe que as baterias de íons de lítio degradam ao longo do tempo: cada vez que se completa um ciclo de carrega / descarga dessas baterias, eles perdem uma pequena fração da sua capacidade. Isso pode, até, não ser percebido no dia-a-dia, mas em um ano ou dois, isso significa que você será capaz de usar seu telefone, laptop ou carro um pouco menos, dali para frente.

Pacote de Baterias do Protótipo Chevrolet Spark EV

De acordo com a investigação levada a cabo pelo Departamento de Energia dos EUA, podemos, agora, verificar e entender por que exatamente isso acontece e, mais importante, como algo pode ser feito para tentar impedir que isso aconteça.

A medida que se consome energia da bateria de íons de lítio, ela vai se descarregando, enquanto os íons de lítio (Li +) se movem transportando uma carga elétrica do anodo para o catodo, através de um eletrólito não aquoso. É justamente isso que prove alimentação de corrente elétrica para o aparelho consumidor, todavia, isso não é um fenômeno perfeitamente repetível, mas sim, a cada vez que os íons de lítio se movem através da bateria, eles causam mudanças imprevistas nas estruturas físicas dos eletrodos. Isto é o que, eventualmente, acaba matando a capacidade das bateria de íons de lítio.

Dois estudos recentes publicados pela revista Nature Communications por equipes do DOE - National Laboratories - do U.S. Department of Energy e do National Renewable Energy Laboratory, pesquisou intensamente este processo e fez algumas descobertas interessantes nos padrões de degradação nos dois dos principais elementos materiais empregados em bateria de íons de lítio: o anodo e o catodo.

Pesquisador Huolin Xin do DOE - National Laboratories - do U.S. Department of Energy

Com isso, eles constataram que as reações dos íons de lítio realmente corroem os materiais de maneira não uniformemente, se aproveitando da vulnerabilidades intrínsecas na estrutura atômica da mesma forma que a ferrugem se arrasta de forma desigual em todo o aço." Como iões Li + movem-se através do ânodo de óxido de níquel ao descarregar, isso provoca quebras mínimas no material, deixando-o ligeiramente alterado em um nível atômico, o que causa, aos poucos, a diminuição da sua capacidade.

"Considere a forma como flocos de neve só se formam em torno de pequenas partículas ou de pedaços de sujeira (em suspensão) no ar," explica o pesquisador Huolin Xin. "Sem uma irregularidade sobre a qual se aglutinar, os cristais não podem tomar forma. Nosso anodo de óxido de níquel só se transforma em níquel metálico através de heterogeneidades em nanoescala ou defeitos na estrutura de superfície, um pouco (parecido, tal) como fendas na armadura do anodo."

Já, por outro lado, os catodos também não escapam de efeitos prejudiciais. Como os íons de lítio movem-se através do catodo quando a bateria está se carregando, isso gera uma espécie de sal-gema, que se forma como uma crosta isolante elétrica, também reduzindo, aos poucos, a capacidade da bateria. 

"Como a corrida dos íons de lítio, através das camadas de reação, causam aglomeração de cristalização, uma espécie de matriz de pequenas pedras de sal se acumula, ao longo do tempo, e começa a limitar o desempenho", disse Xin. "Descobrimos que essas estruturas tendem a se formar ao longo dos canais de reação dos íons de lítio que, diretamente visualizados sob o TEM (microscópio por transmissão de elétrons), o efeito foi ainda mais pronunciado em voltagens mais altas, explicando a deterioração mais rápida."

Conclusão:

Então, agora que sabemos como essas baterias estão, lentamente, a se degradarem ao longo de suas vidas operacionais, os pesquisadores devem ser capazes de alavancar os dados em projetos novos e mais robustos de baterias. Obviamente isso vai demorar alguns anos antes que este avanço tecnológico escorra para o mercado consumidor, mas, quando isso acontecer, estaremos a um passo de cortar os laços que impedem os nossos cabos de força de prover o nosso bem.

Quanto as estações de troca de baterias, parece seguro dizer que, até agora, pouco progresso tem sido realizado e que os incentivos financeiros para oferecê-las, parecem não se manter firmes. Mas, a empresa guerreira Tesla Motors parece ser a única que esta buscando fazer alguma coisa concreta a respeito, agora, depois do vazio deixado pelo fim da Better Place. Conseqüentemente, a recarga nas estações Supercharging, mas também a recarga em estações domésticas, continuarão a ser as formas preferidas e mais comuns, para reabastecer a autonomia do seu VE, seja ele um Tesla ou outro, ainda por algum tempo.

As Baterias de Íons de Lítio, o Brasil e a Johnson Controls

Existe uma única empresa instalada atualmente em território brasileiro com expertise tecnológico global suficiente, capaz de lançar a produção de células e de conjuntos de baterias de íons de Lítio para veículos elétricos e híbridos no Brasil. Até existem outras possibilidades mais remotas mas, nenhuma é tão viável quanto a Jonhson Control, empresa que ora se encontra instalada no município de Sorocaba (São Paulo).

A Jonhson Controls tem uma longa história de experiência, mundialmente, no negócio automobilístico e adquiriu nos últimos anos expertise efetiva em baterias de íons de Lítio, produto em que ela se encontra entre os três maiores fabricantes mundiais.

No Brasil, a unidade de Power Solutions da Johnson Controls, está situada na cidade de Sorocaba, SP, com uma planta de 42.000 m² de área construída, é considerada a maior e mais moderna fábrica de baterias da América do Sul. Mantém uma produção anual de mais de 8 milhões de unidades de baterias para automóveis e motocicletas, atendendo ao Mercado Sulamerciano, México, Caribe e Europa.

Instalações da Johnson Controls em Sorocaba - SP

Todavia, ela é também, uma empresa extremamente conservadora em termos de investimentos e, seus negócios no Brasil se encontram focados apenas na fabricação e comercialização de baterias chumbo ácido das marcas Heliar, Varta e Optima (baterias de alta performance que combina tecnologias AGM e SpiralCell) produzidas nas instalações de Sorocaba que é destacada como um dos seis mais importantes Centros Tecnológicos de Baterias da Johnson Controls.

A tecnologia AGM utiliza-se do mesmo conceito químico das baterias chumbo ácido convencional, porém a solução ácida fica absorvida por separadores de lã de vidro. Já, a tecnologia SpiralCell é caracterizada por placas arranjadas em espirais que resultam numa bateria capaz de suportar aplicações extremas e de alta performance.

A Johnson Controls é um conglomerado baseado em Milwakee, Estados Unidos e tem uma história de experiencia tecnológica muito rica e longa.

A empresa foi fundada em 1885, por Warren Johnson em sociedade com o investidor Willian Plankinton, após a invenção do termostato elétrico de ambiente, que passou a ser usado para controle de temperatura de ambientes internos de edifícios, sendo os primeiros projetos implementados pela empresa a regulação térmica nos prédios da Biblioteca pública e da prefeitura de Milwakee.

Em 1895, a Johnson Electric Service Company patenteou e aperfeiçoou uma série de dispositivos atuadores e sensores para a tecnologia de controle pneumático de temperatura que foi o primeiro sistema de controle de temperatura por zona, para edifícios. Warren Johnson é considerado, hoje em dia, o “avô de todos os sistemas de controle” pela American Society of Mechanical Engineers – ASME.

Ainda no século XIX, a empresa iniciava negócios voltados a eficiência energética e entra também no mundo dos automóveis, fabricando, inclusive, carros e caminhões a vapor, especializando-se em carros de combate a incêndios, enquanto o negócio de buildings efficience continua em crescimento, fornecendo regulação de temperatura em prédios pelo mundo todo, incluindo o Capitólio, a Bolsa de Valores de Nova Iorque, o Palácio Imperial em Tóquio.

Em 1907 experimenta a produção de carros movido a gasolina, fabricando alguns veículos de alto luxo da época e também, posteriormente, fornece as unidades automotivas para o United States Postal Service. Nesta época, com a construção do Singer Tower, o primeiro arranha-céu do mundo em Nova Iorque, a Johnson Service Company o sistema de controle de temperatura do edifício, com pontos de medição em 1200 salas, controlando 1800 válvulas.

Com a morte de Warren Johnson em 1911, a companhia sofre uma grande reestruturação. As construções de edifícios se multiplicam rapidamente e o foco dos negócios é centrado em automação e controle de temperatura de ambientes, enquanto que o negócio de fabricação de veículos e outros fora do foco são encerrado. No entanto, o sucessor de Johnson, Harry Ellis, cria a empresa coligada Globe Electric Company que começa produzindo elétrica automotiva, iluminação pública e depois baterias automotivas.

Durante a primeira Grande Guerra, os negócios caem e os contratos com o governo são dificultados e reformar os sistema de controle térmico de prédios de prédios mais antigos, ajuda a empresa a se manter. Após a guerra, multiplicam-se as salas públicas de cinema e com elas a oportunidade de negócios de controle para condicionamento de ar, onde ela aposta na eficiência energética e segurança com seu sistema pneumático vantajoso sobre os que usavam combustíveis.

Em 1925 a companhia adquire a patente de um termostato pressostato, um dispositivo especial e inovador, capaz de detectar pela variação de pressão do ar, a presença de pessoas nas salas, economizando energias automaticamente quando as salas ficam vazias. Controles focados em eficiência energética derivados dessa tecnologia e de inovações nos sistemas de refrigeração e controle de unidade, ajudam a empresa a sobreviver e se manter no mercado durante o período da grande depressão econômica, mas não a isenta de ter que passar por medidas recessivas nos meados dos anos 30.

Durante a segunda grande guerra, o governo, as empresas e instituições passar a ter uma visão mais positiva com relação a sistemas de controle, classificando as tecnologias de resultem em eficiência energética como essenciais e os sistemas de controle de temperatura por zona baseados em tecnologia pneumática se consolidam no mercado com o fim da guerra e a Johnson, agora sob a administração do engenheiro Joseph Cutler reorganiza suas vendas e amplia a empresa até 1960.

A companhia, agora com ações abertas ao mercado de capitais, experimenta um período de elevado investimento em treinamento e qualificação de seus funcionários. O Johnson Technical Institute é criado em Nova Iorque e as vendas crescem de US$ 3 milhões em 1938 para US$ 67,3 em 1960. No Prédio das Nações Unidas a Johnson instala o sistema com 3600 termostatos e controladores auxiliares. Os laboratórios de produção de vacinas da Lilly adotam os sistemas da Johnson para salas limpas e climatizadas. A empresa cresce, enquanto os prédios ficam maiores e os sistemas de controle ficam mais complexos.

Nos anos '60 a Jonhson participa do programa espacial Apolo, entra em parceria com a NASA e expande os negócios também ao mercado europeu. Com a aquisição da Penn Controls visa o mercado de refrigeração comercial. Nos anos '70 desenvolve um histórico sistema computadorizado para controle de edifícios, o JC/80 e em seguida realiza uma fusão com a Globe-Union e se tornam o maior fabricante de baterias automotivas do mundo com as vendas ultrapassando US$ 1 bilhão, realiza uma evolução na tecnologia de baterias ao adotar caixas de polipropileno de espessura fina e de alta resistência mecânica e química. A empresa expande também sua atuação no segmento de assentos automotivos.

Com o avanço das técnicas digitais e da microeletrônica nos anos 80 a vendas da Johnson se multiplicam e na área de baterias e assentos automotivos grandes clientes, como a Honda, GM, Mazda, Toyota, Ford e outros, são conquistados e inicia um ciclo de fóruns sobre eficiência energética atraindo famosos palestrantes.

Em 1990 lança o Metasys, um revolucionário sistema de controle de instalações que integra todas as funções tradicionais de controles de prédios: climatização ambiental, gerenciamento de energia, controle de iluminação, gerenciamento de prevenção de incêndios e segurança. Também o negócio de automotivos na Europa é expandido, alcançando a marca marca de vendas globais de US$ 5.2 bilhões, ainda em 1992.

Em 2002 a Johnson adquire a divisão de baterias automotivas Varta e a Borg Instruments, ambas alemãs e em 2004 ganha um contrato para o desenvolvimentos de baterias de íons de Lítio para o Consórcio Avançado de Baterias dos EUA (USABC). Na área de condicionamento de ar e climatização, faz a importante aquisição da York International e na área do negócio global de baterias automotivas, a Delphi é adquirida e inicia a produção de baterias seladas na China.

Johnson Controls na Era dos Atuais Veículos Elétricos:

Johnson Controls estabeleceu uma parceria com a francesas Saft, da qual surgiu a Johnson Controls - Saft Advanced Power Solutions (JCS). A joint venture entre a Johnson Controls e a empresa francesa de bateria Saft Groupe, criada oficialmente em janeiro de 2006.

A Varta estabeleceu e abrigou um centro de desenvolvimento da JCS em sua sede alemã, após a criação da Varta-SAFT joint venture.

Em 31 de Janeiro de 2008 a Johnson Controls - Saft Advanced Power Solutions havia anunciado ea abertura oficial da sua nova fábrica de baterias automotivas de íons de Lítio, sediada em Nersac, França, para fabricar baterias de íons lítio para veículos híbridos plug-in e outros produtos.

Johnson Controls-Saft inicialmente investiu 15 milhões de euros na instalação, que está a produzir baterias para clientes globais de automóveis. Foi construído para ser escalável, de modo que o aumento da demanda pode aumentar a capacidade de produção para atender demandas dos clientes e do mercado.

A Johnson Controls esteve produzindo células de íons de Lítio pasra baterias de veículos híbridos na França sob a joint venture com a Saft e além da fábrica em Nersac, a Johnson Controls - Saft possuíam centros de pesquisa e desenvolvimento em Milwaukee (Minnesota) e Bordeaux (França), bem como engenharia de sistemas de testes e centros de integração em Milwaukee (Minnesota) e Hanover (Alemanha), onde os Conjuntos de bateria eram montados e Xangai (China).

Durante a parceria com a Saft, a Johnson Controls esteve apresentando um conceito de plug-in híbrido chamado de RE3, que incorporava as tecnologias que a empresa podia oferecer para as montadoras. Por outro lado, a Johnson Controls manteve também uma participação acionária na empresa canadense Azure Dynamics (especializada em tecnologia proprietária e híbrida de acionamento elétrico para veículos comerciais utilitários e pesados).

Em 2010, a Johnson alegou que as baterias de íons de Lítio empregadas nos veículos híbridos e veículos elétricos atuais e do futuro estariam a melhorar gradualmente, mas que o custo iria continuar sendo o desafio para a demanda da tecnologia por algum tempo.

Steve Roell, CEO da Johnson Controls considerou que alcançar economias de escala será um desafio grande. "O setor é um mercado muito imaturo, ela não tem escala e carece de normas", disse à Reuters Roell. "O que nós vamos ver ao longo do tempo é que vamos ver a química e o formato das células e até mesmo os sistemas de gestão das baterias começar a formar padrões, mas isso vai levar algum tempo."

Roell ainda tinha uma projeção relativamente otimista para o sucesso inicial de veículos híbridos e elétricos, dizendo que eles poderiam fazer-se tanto quanto 12% a 15% do mercado automobilístico dos EUA em 2020. Em 2010 as vendas de híbridos no EUA permaneceu próxima a 2% do mercado de automóveis novos.

Em agosto de 2009, o Departamento de Energia havia anunciado um montante de US$ 2,4 bilhões em doações para acelerar o desenvolvimento de veículos elétricos e suas baterias.

Até meados de 2010, US $ 1 bilhão daquele dinheiro havia sido concedido a empresas como a Johnson Controls, a A123 e a LG Chem. A Johnson Controls recebeu a maior parte da doação, US$ 299 milhões para construir uma fábrica de bateria híbrida em Michigan, com inauguração prevista para 2011.

No mesmo ano de 2011 a Johnson tomou medidas legais na Chancelaria do Tribunal de Delaware a fim de dissolver a empresa de parceria Johnson Controls - Saft.

Na ocasião, Alex Molinaroli, presidente da divisão de soluções de energia JC, afirmou que:

a Johnson Controls e a Saft tinham um desacordo fundamental sobre o futuro e sobre o escopo apropriado da parceria, alegando que a indústria estava evoluindo rapidamente e os investimentos necessários para alcançar liderança de mercado os obrigavam a fazer mais do que a joint venture tinha feito ou podia fazer e que aquela ação reafirmava o compromisso estratégico da companhia para a indústria de baterias avançadas.

A Saft bem que tentou opor medidas legais a JC destinada a afirmando que não via motivos legítimos para a dissolução da parceria. Fato é que a Saft detinha um maior expertise na tecnologia foco da parceria, quando esta foi estabelecida, cinco anos antes, o que fazia a parceria com  a Saft boa, principalmente para a JC.

O que eu creio que ocorreu, de fato (e me perdoem se eu estiver errado), foi que o desafio criado pela inclusão da JC no programa de incentivo do governo federal norte-americano, deve ter criado dificuldades sérias para ela pudesse continuar a operar uma parceria comercial internacional no âmbito do desenvolvimento e produção de baterias de íons Lítio, uma vez que a JC passou a ser conduzida pelo desafio do governo da sua sede, para a necessidade premente de apresentar resultados, gerar dividendos e empregos em território dos EUA, em contrapartida ao capital estatal que foi recebido.

Essa é uma questão circunstancial plenamente compreensível e, ao que me parece, a ação da Johnson foi baseada em ética plenamente justificada. O programa de incentivo do governo não poderia ter sido previsto com antecedência, de modo a evitar o início da parceria.

No final, Johnson Controls Inc. e Saft chegaram a um acordo para terminar a sua joint venture. Sob os termos do acordo, a Johnson Controls adquiriu a partes da Saft na empresa por US$ 145 milhões (que representa menos da metade da primeira parcela dos incentivo recebido do governo Obama). O acordo incluiu um pagamento pela Johnson Controls de royalties up-front para a Saft em troca de uma licença ampliada para a Johnson Controls usar a tecnologia de íons de lítio em todos os mercados.

Todos os ativos da joint venture foram retidos pela Johnson Controls, com exceção da fábrica em Nersac, França, que ficará apenas com a Saft a partir do final de 2012, disseram as companhias em comunicado conjunto feito na ocasião. Eu penso que foi lamentável o final da parceria, e torço para que aquilo não signifique o fim do projeto RE3, um veículo híbrido plug-in com desenho de aparência bastante atrativa ( bem mais atrativa do que a do iE:3 apesar deste ser um desejável VE elétrico puro).

Em 2011 a JC recebeu a visita do presidente Barack Obama sua nova planta de baterias em Holland (Michigan), ocasião em que a empresa anunciou planos de m ais uma nova planta para a produção de células de íons de Lítio e sistemas para veículos híbridos e elétricos. Em sua visita à fábrica da JC de Michigan, Obama elogiou os investimentos do país em energia limpa e anunciou rigorosos padrões de economia de combustível nos veículos a partir do ano modelo 2017, exigindo das montadoras a média de 54,5 milhas por galão (23,2 km/l).

A Johnson Controls Inc., com sede em Milwaukee ocupa atualmente o segundo lugar no ranque global de produção de baterias de íons de Lítio automotivas, focada principalmente em carros híbridos e ainda mantém forte proeminência global no mercado de baterias de chumbo ácido, que é, inclusive, o principal negócio dela no Brasil.

A empresa fornece baterias de íon de lítio para Mercedes, BMW, Ford e outros, mas não tem procurado com maior agressivamente sua participação neste mercado. A Johnson Controls não ganhou, por exemplo, o contrato de bateria para o Chevy Volt, o que é lamentável pois, as baterias escolhidas para ser empregadas neste veículo vem apresentando problemas quanto a segurança.

Na onda do sucesso tenológico do Nissan Leaf (no que concerne ao método de controle térmico da operação de baterias Li-íons), na virada do ano de 2012, a Johnson Electric lançou uma nova linha de produtos de ventiladores para veículos híbridos e elétricos. O módulo de ventilador de arrefecimento (sigla em inglês CFM EV) foi projetado para ter vida útil extremamente longa e continuamente controlar a temperatura da bateria durante a operação e ciclos de recarga em EV e HEV.

O CFM EV foi lançado sob a marca GATE e projetado para maximizar o fluxo de ar variável, com tamanho compacto, baixo peso e um funcionamento silencioso. A linha de produtos CFM EV proporciona um desempenho de fluxo de ar que variam de 30 a 70 litros por segundo, com pressão de ar até 600 Pa.

Este desempenho abrange os requisitos de um híbrido leves, híbrido completo e VEs. O fluxo de ar é variável para proporcionar o arrefecimento necessário para a gestão de temperatura da bateria controlado pela ECU veículo. A interface do CFM EV e a rotina de diagnóstico pode ser personalizada para qualquer plataforma de veículo.

A JC atualmente faz parte da lista Fortune das 100 maiores empresas americanas. A empresa possui cerca de 130.000 trabalhadores em seis continentes.

Na corrida pelo desenvolvimento de VEs brasileiros, a Johnson Controls tem sido menciona, atualmente, em associação com grupo VEZ do Brasil, em uma parceria para o desenvolvimento de uma tecnologia de bateria que está sendo chamada de "bateria de fluxo" ou  "baterias ECOPOWER", a qual é referida como não sendo baseada em tecnologia de íons de Lítio. A VEZ do Brasil alega que não está desenvolvendo veículos elétricos, mas sim veículos superleves. 

Segundo a empresa a tecnologia de VEs, somente irá deslanchar no mercado quando os carros tiverem um preço acessível e isto só ocorrerá quando a indústria conseguir utilizar baterias que não sejam de íon de Lítio. A  VEZ do Brasil busca por investidores, prevendo uma valorização de 200% no biênio entre 2013 e 2014, acredita que o Lítio utilizado na bateria pode até ser reciclado, porém a custos não permissíveis.

Obviamente que as restrições de oferta potencial de materiais devem ser considerados antes de embarcar em qualquer programa ambicioso de desenvolvimento de qualquer nova tecnologia. No entanto, a falta de previsão têm sido muitas vezes sem uma exploração adequada ou sem a consideração de incentivos à oferta que um aumento dos preços pode proporcionar. Por exemplo, em 1972, o Clube de Roma advertiu que o mundo iria acabar sem ouro em 1981, sem mercúrio e prata em 1985; sem estanho em 1987, e sem petróleo, cobre, chumbo e gás natural até 1992.

No caso de materiais para baterias de íon Lítio, parece que até mesmo um programa agressivo de veículos com acionamento elétrico pode vir a ser apoiado por décadas com as fontes de Lítio conhecidas, se a reciclagem for instituída. Vale lembrar que as baterias vendidas de 2010 até hoje só precisarão ser recicladas em 8 ou 10 anos e, é claro que, para os veículos maiores, com autonomias maiores, exige-se mais material e, que uma dependência tão pesada em tração elétrica pura poderia eventualmente forçar o fornecimento de lítio e cobalto.

É necessário mais trabalho para examinar a reciclagem dos elementos da bateria de íons de Lítio em mais pormenores, para determinar a quantidade de materiais que podem ser recuperados com os processos correntes ou com processo melhorados. Impactos ambientais de ambos, tanto processos de produção, quanto de reciclagem devem ser também quantificados.

A Eletroquímica do Lítio e sua Aplicação em Baterias de VEs (Parte 4/5)

Ligação para as partes anteriores:  Parte 1  -  Parte 2  -  Parte 3

Número de Transporte (Número Transferência ou Coeficiente de Transferência):

Recapitulando, a operação da bateria Li-íon, previamente carregada, é frequentemente descrita como segue: os átomos de Li no ânodo se dissociam em íons Li+ e elétrons. Os íons Li+ migram através do eletrolito para o catodo onde vão se recombinar com os elétrons que passavam através do circuito externo que alimenta a carga (o sistema de tração, inversor e motor do Veículo Elétrico – VE).

No entanto íons Li + não são as únicas espécies a migrar e se difundir através da célula voltaica enquanto ela está a fornecer energia para a carga. O sal de eletrolito é geralmente LiPF₆, que fornece a condutividade elétrica necessária entre o anodo e o catodo. O sal está presente na solução, como íons Li+ e PF₆- .

Quando os cátions Li+ se movimentam na solução do eletrolito migrando do anodo para o catodo, também os ânions PF₆- da solução buscarão migrar na direção oposta, em direção ao anodo. Por conseguinte, a corrente total dentro da bateria é carregada por ambos os íons, Li+ e PF₆- , e não apenas Li+.

No entanto, apenas a parte da corrente que é transportada pelos cations Li+ efetua o trabalho útil (isto é, os elétrons associados a esses íons Li+ efetivamente sairão para o circuito externo). A proporção da corrente que é transportada por um íon em particular, chama-se o Número de Transporte para aquele íon.

O número de transporte para Li+ numa célula Li-íon típica usando um sal de eletrolito LiPF₆ está entre 0,35 e 0,4. Isto significa que apenas 40% da corrente total dentro da bateria é a partir dos íons de lítio e 60% é a partir do ânions PF₆.

Em uma “bateria ideal”, o número do transporte do Li+ deveria ser 1. Quando não é, isso significa que os iões Li+ irão se recolher perto do anodo e aumentar a concentração de íons Li+ no eletrolito no "compartimento do anodo", perto do anodo.

Em contrapartida, mais íons Li+ irão deixar o eletrolito, o "compartimento catódico" e migrarão para o “compartimento anódico”, diminuindo aqueles que, efetivamente, irão entrar no catodo.

Isto é como um paradoxo, que estabelece um gradiente de concentração adverso no eletrolito, com maior [Li +] perto do anodo do que perto do catodo causando polarização de concentração da mesma maneira como uma célula de concentração que, em seguida, absorve parte da energia da bateria e reduz a sua capacidade. Em outras palavras, uma contra tensão é estabelecida, a qual se opõe a tensão direta da bateria.

Com o Número de Transporte para os cations de Lítio, tc = 0,4, n íons de lítio provenientes do anodo entrarão no compartimento do anodo, mas apenas n.tc irão deixá-lo e entrar no compartimento do catodo, deixando uma concentração acumulada de n.(1 - tc) ou seja, de 0,6.n perto do anodo.

Em contrapartida, n íons de Lítio deixam o compartimento do catodo e são descarregados como átomos de Lítio no cátodo, mas apenas n.tc entrarão no compartimento do cátodo, conduzindo a um défice de concentração de n.(1 - tc) ou 0,6.n.

Assim, um gradiente de concentração é estabelecido de íons de Lítio em excesso perto do ânodo e um número reduzido perto do cátodo. Isto define o que é conhecido como uma célula de concentração, mas caracterizado por uma f.e.m. de sentido oposto ao desejado da tensão da bateria.

Quanto menor o Número de Transporte considerado para o Li+, maior será o gradiente de concentração adverso que ocorre. A explicação para esta contribuição diferenciada ao transporte da corrente na solução, está relacionada à diferença de velocidade de deslocamento dos íons, sob a ação do campo elétrico, pois, nas mesmas condições, quanto menor o raio (ou volume) do íon, tanto menor a resistência de viscosidade oferecida pelo solvente e tanto maior a sua velocidade.

O número de transporte de um íon é proporcional a sua mobilidade iônica. Entretanto, o seu valor depende também da mobilidade do seu co-íon.

Só quando número do transporte atinge 1 é que um gradiente de concentração adverso é evitada, mas isto não pode ser conseguido na prática. De fato, prevê-se que o número de transporte do Li+ em baterias de polímero de lítio metálico possa ser, geralmente, ainda menor do que 0,4, devido à fraca condutividade do polímero eletrolito.

Anodo de Carbono:

O material do anodo utilizado na maioria das baterias Li-íon é o grafite com átomos de Lítio armazenados dentro da matriz de carbono. Diagramas comuns que ilustram o funcionamento da bateria de íon de Lítio mostram camadas puras planas de hexágonos de grafite com átomos de lítio suavemente intercalados de ambos os lados paralelamente e entre as camadas. Entretanto, na realidade grafite é constituído de grão compactados, desordenados entre si. Esta imperfeição cria inevitável resistência ao transporte dos átomos de íons de Lítio .

Quando grafites altamente ordenados (grafites melhorados) são utilizados no ânodo para minimizar a resistência, ainda assim o Lítio não flui para dentro e para fora, do anodo, sem qualquer alteração ao potencial entre o anodo e o catodo. Em vez disso planaltos tensão são formados nas transições. Isto significa que, quando a bateria esta sendo descarregada, ocorrem no interior do anodo regiões onde existe variação desde totalmente perfeitamente intercalados LiC₆ para até um mínimo de LiC₁₈ e abaixo, a tensão sob carga de uma célula de bateria pode cair em até 0,3V. Em outras palavras, a densidade de energia é perdida. 

A representação da formação do LiC6 mostrada ao lado é apenas ilustrativa pois, como o Lítio é inserido entre duas camadas de segmento de grafeno (que é o que temos em meio ao grafite), um átomo de Li se ligará a alguns átomos de C pertencentes a primeira das camada de grafeno adjacente e, se ligará também, a mais outros átomos de C, pertencentes a outra camada de grafeno adjacente, de modo que a soma de dos átomos de C em ambas as camadas perfaz o total da reação com um átomo de Li. A conformação geométrica das ligações entre os átomos de Li e os átomos de C, irá mudando, a medida que a concentração de Li ao longo do elemento anódico varie, aumentando (durante carregamento)  ou diminuindo (durante descarregamento).

Com a tecnologia atual, o desempenho de uma bateria de iões de lítio é limitado de duas formas:

• A sua capacidade de energia que é limitada pela densidade de carga, ou seja, pela quantidade de íons de Lítio podem ser acomodados, tanto na estrutura do anodo quanto do catodo;

• A taxa de carga da bateria, que determina tanto a velocidade com a que ela pode ser recarregada quanto descarregada, que é limitado por um outro fator: as tempos necessário às reações e ao transporte, sou seja, a velocidade com que os iões de lítio podem fazer o seu movimentação através do electrólito do catodo para o anodo e vice versa.

Perda Capacidade Irreversível:

Quando a bateria é carregada e descarregada pela primeira vez, as camadas de passivação se formam sobre as superfícies dos eletrodos, a medida que eletrolito reage com os eletrodos. Estas camadas de passivação (SEI - Solid Electrolyte Interphase) contêm Lítio que já não é eletroquimicamente ativo, ou seja, está ligado na bateria e não pode mais fornecer energia útil. Isso representa uma perda de capacidade permanente quando a bateria é usada pela primeira vez - assim uma capacidade extra terá de ser prevista na construído em baterias para VEs durante a fabricação, exigindo mais de Lítio, para a bateria para atender a sua especificação nominal real.

Capacidade irreversível no ânodo pode variar entre 50 e 200 mAh / g, ou entre cerca de 1/6 até 1/2 do Lítio no ânodo (teórico: 372 mAh / g) torna-se permanentemente ligado e inutilizável. Pode se concluir, por conseguinte, que a bateria tem de ser fabricada com pelo menos da ordem de 20% de Lítio em excesso e material anódico sobre dimensionado para compensar esta perda inicial. Existem alguns materiais de carbono rígidos que oferecem uma capacidade teórica ainda maior de mais de 500 mAh / g até mesmo 1000 mAh / g, mas eles exibem uma perda irreversível da capacidade maior, de mais de 200 mAh / g.

Em geral, para se obter alta potência, menor tamanho de partículas de carbono é necessária, mas isso tende a aumentar a perda capacidade de irreversível. Em outras palavras, as partículas menores de carbono significa que mais átomos de lítio podem ser intercalados, porque há mais espaços para o Lítio ocupar, maior energia e mais íons de Lítio mais sendo formados por segundo, podem ser alcançados. No entanto, com espaços menores mais Lítio irão ficar permanentemente ligados na matriz de carbono e a perda irreversível de capacidade é maior. Em suma, tudo é um compromisso.

“Delitização” do Catodo:

Perda de capacidade irreversível também ocorre no catodo. Baterias de Li-íon são fabricadas no estado inicial "descarregadas", ou seja, sem Lítio no anodo de carbono e catodo de óxido de LiMnO₂ ou LiFePO₄ totalmente Litiado. Quando a bateria é carregada, nem todo o Lítio no catodo irá migrar para o anodo, mas alguns deverão permanecer permanentemente ligada ao catodo.

Melhoraria das Baterias Li-íon Através da Nanotecnologia:

Desde a introdução da bateria de íons de Lítio em 1991, a corrida em pleno andamento foi para melhorar continuamente a capacidade da bateria. Agora, com 48 tecnologia de bateria e projetos de VEs compartilhando algo em torno de US$ 2,4 bilhões do “American Recovery and Reinvestment Act”, do “Recovery Grant Act1”, de 2009, o desenvolvimento e a produção desta fonte de energia com elevado potencial está se movendo a todo vapor e a visibilidade das baterias Li-íon é maior do que nunca.

Óxido de Lítio Níquel Manganês e Cobalto (NMC - LiNiMnCoO2) e Fosfato de Ferro Lítio (LFP – LiFePO4) são catodos comuns sendo empregados hoje em dia. Enquanto a bateria NMC passou a dominar as aplicações em produtos eletrônicos de consumo, a bateria de Fosfato de Ferro Lítio (LFP) continua a ganhar a atenção devido à sua maior segurança e vantagens ambientais em comparação com as demais alternativas. Outra vantagem importante é o ciclo de vida útil mais longa fornecido a partir da bateria LFP.

A bateria LFP faz um bom jogo para aplicações em PHEV (carros híbridos) sem ser mais dispendiosa do que as baterias com outros materiais. As células de bateria LFP são as de tensão relativamente mais baixa, assim como os níveis de densidade de energia, comparativamente do que outras baterias Li-íon, mas sua lenta taxa de perda de capacidade ajuda baterias LFP manter um nível maior densidade de energia do que outras baterias Li-íon, após um ano de uso.

Os desafios iniciais com da LFP em torno carga limitada e taxas de descarga foram aliviadas por técnicas de fabricação aprimorados. Isso porque cada tamanho partícula de cada material individual e a consistência de dispersão pode resultar em diferentes taxas de condutividade, a vida da bateria, e tempo de recarga. Mas, o que o tamanho tem a ver com isso?

Aplicando os princípios da nanotecnologia para o processo de desenvolvimento de revestimento para ambos, anodos e catodos, provou-se produzir uma bateria melhor desempenho. No nível mais básico, os íons de Lítio penetram no anodo de grafite com mais facilidade e mais rápido. A moagem do material do anodo e do catodo para um menor tamanho de partícula ajuda a suportar melhor condutividade, maior tempo de carga, recarga mais rápido, e eficiência global melhorada.

Até pouco tempo os processos de produção de nanotecnologia permitia que os fabricantes de baterias Li-íon trabalhar com meios de moagem tão pequenas quanto 90 μm (como um ponto de referência, um fio de cabelo humano típico é de 10 μm de largura, ver foto a). Esta área superficial aumentada de partículas moídas não só conduz a tempos de produção mais rápido, mas a um revestimento mais homogêneo e consistente para uso nas baterias. No entanto, com as melhorias desenvolvidas por meio da nanotecnologia, atualmente já é possível a utilização, em escala, de pó de grãos ainda menores de grafite (~ μ1 m, ver foto b) resultando num aumento dramático no rendimento na produção de grafeno de alta pureza (mesmo rendimento e pureza que poderia se obter com emprego de pó de diamante de grãos do mesmo diâmetro, ver foto c).

Dispersões consistentes desempenham um papel especialmente importante no anodo e no catodo revestimentos. As partículas devem permanecer suaves e livre de aglomerados ou agrupamentos. Bolhas de ar dentro da mistura micronizada também podem afetar a condutividade dos revestimentos e, em última análise, o desempenho global de uma bateria Li-íon.

Antes e durante o processo de moagem, as partículas de Lítio e de grafite requerem atenção cuidadosa para assegurar que não ocorre a contaminação com as misturas de revestimento. O equipamento de metal de moagem pode desprender e partículas de metal que conduzem à contaminação acidental e afetar a qualidade final dos revestimentos. Hoje as ferramentas de moagem e de mistura são de cerâmica e de poliuretano, que pode impedir a contaminação e assegurar que o desempenho dos revestimentos não seja comprometido.

Com o financiamento disponibilizado pela Lei de Recuperação do governo, fabricantes de baterias de íons de Lítio têm a oportunidade de poder explorar novos tipos de equipamentos, materiais e processos. Novas fontes OEM usando moagem e dispersão de nanotecnologias permitirá aos fabricantes de baterias Li-íon desenvolver um elemento de anodo mais eficiente, assim como de revestimento catódico, proporcionando uma base forte para a nova onda de tecnologia das baterias.

A Última Novidade Tecnológica Importante:

No Estado da Arte em baterias de íon de Lítio há um anodo de grafite, de óxido de metal, e um eletrólito contendo um sal de lítio. Na descarga, o lítio é forçado a sair do ânodo (+) e se deslocar para o catodo (-). Durante o carregamento ocorre o inverso. Em essência, a capacidade de anodo para tratar e armazenar lítio dita, além da tensão de saída, também a capacidade total (mA.h) e a velocidade de carregamento (taxa de carga).

Os pesquisadores da Northwestern, usando o grafeno, quebraram alguns paradigmas e limitações muito restritivas de anodos comumente usados. Nas atuais baterias recarregáveis, o anodo – que já pode ser feito de camadas e camadas de folhas de grafeno à base de carbono de qualidade considerável – que pode acomodar apenas um átomo de Lítio, para cada seis átomos de carbono. Para aumentar a capacidade de energia, os cientistas vem experimentando a substituição do carbono por Silício, uma vez que o silício pode acomodar muito mais Lítios: quatro átomos de Lítio para cada átomo de Silício.

No entanto, o Silício se expande e se contrai drasticamente no processo de carregamento e descarregamento, causando a fragmentação estrutural que cresce exponencialmente em incidência com o tempo de uso, fazendo com que o anodo se deteriore perca a sua capacidade de carga rapidamente.

Por outro lado, o que ocorre com anodos grafite de alta qualidade afeta não só o limite de capacidade de energia (relação 1:6), mas também a taxa de carga e de descarga da bateria é dificultada pela forma das folhas de grafeno: eles são extremamente finas - apenas um átomo de carbono de espessura mas, são também relativamente longas, por comparação, muito longas. Durante o processo de carga (assim como no de descarga), um íon de lítio deve percorrer toda um certa distância no caminho a partir das bordas exteriores da folha de grafeno, movimentando-se passo a passo, em relação às posições das celas, determinadas pela geometria hexagonal das camadas de grafeno acima e abaixo da camada de lítio, antes de apostar em cela de repouso, que é almejada como mais próxima possível da borda oposta.

Neste processo, na multidão átomos escorrendo, os íons de Lítio vão se empurrando uns aos outro, sempre adiante e isso leva tempo e, muitas vezes os íons poderão estar se empurrando para dentro de um “beco sem saída”, onde exite a ruptura da camada num grão de grafite, os íons podem encontrar aumento de resistência a sua mobilidade, tendo que se desviar de direção, ou mesmo, ter que parar, com passagem fechada por carbono, impedindo o prosseguimento do Li+ adiante.

Isso atrasa o movimento da multidão de Lítio e, porque leva muito tempo para o Lítio viajar pelo meio da folha de grafeno, uma espécie de engarrafamento iônico ocorre em torno das bordas do material. As melhorias da nanotecnologia do grafeno puro e perfeitamente ordenado pode minimizar isso mas nunca poderá eliminá-lo, mesmo à temperaturas especiais de operação.

Agora, a equipe da engenharia química e biológica da Escola McCormick de Engenharia e Ciências Aplicadas, liderada pelo professor Küng, realizou uma pesquisa na qual combinou-se duas técnicas para combater estes problemas. Em primeiro lugar, uma para estabilizar o silício, a fim de manter a capacidade de carga máxima, eles ensanduichada aglomerados de silício entre as folhas de grafeno. Isto permitiu uma maior número de átomos de lítio no eletrodo, enquanto utilizando a flexibilidade de folhas de grafeno para acomodar as variações de volume de silício durante a utilização.

"Agora temos quase obtido o melhor dos dois mundos", disse Kung. "Temos densidade de energia muito mais elevada devido ao silício, e o ensanduichamento reduz a perda de capacidade causada pelo Silício expandir e contrair. Mesmo que os aglomerados de Silício rompam, o Silício não será perdido” pois está contido em uma embalagem forte e, ao mesmo tempo, flexível de grafeno.

O anodo novo ainda é feito a partir de folhas de grafeno (grafite é simplesmente milhões de camadas de grafeno, porém, nem tão inteiras e paralelas), mas os pesquisadores têm perfurado milhões de minúsculas furos em cada camada de grafeno (foto à direita). Kung e sua equipe usou um processo de oxidação química para criar, propositadamente, os minúsculos buracos (de 10 a 20 nanômetros de diâmetro) nas folhas de grafeno - chamado de "defeitos planares".

De modo que, por meio desses buracos, em vez de cada íon de lítio ter que viajar ao redor da borda exterior de cada camada de grafeno, os íons de Lítio passam a ter um atalho alternativo a seguir, entre as camadas do carbono do anodo, pois agora podem, simplesmente, saltar através dos furos (ou nano buracos, como eles estão sendo chamados) através das camadas, encontrando mais caminhos que facilitam a mobilidade até, por fim, serem armazenados por reação com o Silício. Isto pode reduz o tempo que leva para a bateria recarregar em até 10 vezes.

Com o efeito combinado dos aglomerados de silício o ânodo pode armazenar 10 vezes mais energia (30.000 mA.h, em vez de 3000mA.h) e 10 vezes a velocidade de carregamento (12 minutos em vez de duas horas). As baterias testadas, depois de 150 ciclos de carga e descarga, também mantiveram cinco vezes mais eficazes que qualquer bateria de iões de lítio atualmente no mercado.

Esta pesquisa foi toda centrada no ânodo; em seguida, os pesquisadores vão começar a estudar mudanças no catodo, que poderia aumentar ainda mais a eficácia das baterias. Eles também vão olhar para o desenvolvimento de um sistema de eletrolito que permitirá que a bateria automaticamente e reversível desligar a temperaturas elevadas - um mecanismo de segurança que poderia revelar-se vital em aplicações de carros elétricos.

Como sempre, temos que fazer a pergunta: Quando é que esta nova tecnologia encontrar seu caminho para ser uma bateria perto do mercado de carros elétricos? Os cientistas não dão uma resposta clara, enquanto alegam que a equipe agora está trabalhando na melhoria do cátodo e do eletrólito. Se continuarmos olhando para tecnologias de bateria anteriores, relacionadas com descobertas, no entanto, e assumindo esta descoberta poderá ser repetida em uma escala industrial, podemos ter de uma semana a alguns anos para baterias de smartphones a incorporarem.

Basta dizer que, o outro lado dessa descoberta é que as baterias podem ser 10 vezes menores e ainda assim ter as mesmas capacidades de ofertas de hoje. Se você já viu a bateria em um iPad ou smartphone, você vai entender que as baterias são realmente o único obstáculo significativo na miniaturização destes aparelhos.

Estamos chegando ao final desta série de postagens sobre "A Eletroquímica do Lítio e sua Aplicação em Baterias de VEs" e, na parte 5/5 (final), enfocaremos nas diferenças conceituais entre baterias de íons de Lítio para aplicação em VEs puramente elétricos, em contraponto com baterias de íons de Lítio para veículos híbridos.

Obrigado por ter prestigiado esta postagem e, até lá!

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