avanços na tecnologia de baterias são fundamentais para o crescimento contínuo no mercado de armazenamento de energia, e os analistas da indústria de energia dizem que esses avanços também são necessários para avançar e-mobilidade e combater as alterações climáticas. O setor de transporte é responsável pela maior parte das emissões de gases de efeito estufa dos EUA, logo à frente da geração de energia, de acordo com a Agência de proteção ambiental dos EUA., Baterias de iões de lítio têm sido o produto escolhido para os fabricantes de veículos elétricos (EV), e vários grupos estão trabalhando na melhoria da atual tecnologia de baterias, juntamente com o desenvolvimento de novas fontes de baterias de baixo custo, de Carga Rápida. Isso inclui o Vehicle Technologies Office (VTO), parte do Departamento de Energia DOS EUA (DOE) no escritório de Eficiência Energética & Energias Renováveis. O VTO coordena as atividades com o Usabc (Usabc); o USABC em julho anunciou o prêmio de US $2.,4 milhões de contratos para o Worcester Polytechnic Institute em Worcester, Massachusetts, para liderar um programa para desenvolver baterias de baixo custo, de Carga Rápida para aplicações EV.
“O mercado de lítio está em sua infância. Vai explodir para o lado positivo”, disse Andrew Bowering, fundador, diretor e oficial financeiro do lítio americano, ao poder. “Basta ouvir Elon Musk hoje falar sobre a quantidade de armazenamento de energia, e geração, necessária para eletrificar a frota de transporte global. A rede, e a energia estacionária, é outra grande empresa., O lítio vai ser o componente principal da frota Eléctrica global. Isso é porque é leve, pequena, e despeja seu elétron externo facilmente. Nada substitui o lítio em nossa vida onde a mobilidade é necessária.”
1. Tesla está olhando para melhorias na tecnologia de baterias para veículos elétricos (EVs), a fim de reduzir o custo da assinatura da empresa EVs. Cortesia: Tesla
Musk derramou dinheiro em tecnologia de bateria (Figura 1), com o objetivo de reduzir o custo dos EVs de sua empresa., Musk, a falar no “Dia da bateria” de Tesla no Sept. 22, disse que uma nova geração de baterias EV será mais poderosa, durará mais tempo, e será metade tão caro como as células atuais da empresa. Musk disse que as novas e maiores células cilíndricas de sua empresa fornecerão cinco vezes mais energia, seis vezes mais potência, e 16% maior gama de condução—embora ele disse que a produção completa está a cerca de três anos de distância.
“Nós não temos um carro acessível. Isso é algo que teremos no futuro. Mas temos que baixar o custo das baterias”, disse Musk., Os investigadores da indústria EV disseram que a paridade de preço, ou o ponto em que os EVs são iguais em valor para os veículos movidos a combustão interna, é alcançado quando os pacotes de bateria custam $100/kWh. A empresa de consultoria EV Cairn Energy Research Advisors disse que os pacotes de baterias de Tesla custaram US $156/kWh no ano passado.
“novas configurações de bateria por Tesla e outros vão ser todos baseados em íon de lítio para os próximos anos”, disse Bowering. “Os avanços nas configurações da bateria afetarão a capacidade, o tempo de vida, a confiabilidade e, em última análise, o custo., Estas melhorias impulsionarão ainda mais o investimento em EVs e eletrificação.”
ara esse fim, Musk no Battery Day disse que Tesla iria fabricar células de bateria em sua fábrica em Brandenburg, Alemanha, o que Musk chama de fábrica de Berlim de Tesla, embora a fábrica esteja a 30 milhas de Berlim. “Sim, vamos fabricar células em Berlim. Sim”, disse Musk no Dia da bateria., Analistas, no entanto, observaram que o atual pedido de autorização de Tesla para operar a instalação não inclui a fabricação de células, e esses analistas também disseram que o governo alemão provavelmente iria querer rever esses planos.uma decisão final sobre a licença revista de Tesla para a fábrica—onde Tesla quer produzir 500.000 EVs anualmente—está prevista para dezembro., Musk disse que melhorias nas baterias exigiriam mais avanços técnicos, embora ele tenha oferecido que reduções no custo das baterias (impulsionadas por melhorias na produção) permitiria a sua empresa para comercializar um US $25.000 EV, o que ele disse ser importante para alcançar a sua meta de vendas anuais de 20 milhões de veículos. O preço é de US $ 10.000 a US $ 15.000 abaixo do preço médio atual do Modelo Tesla menos caro, o modelo 3. O cronograma atual para a fabricação na fábrica de Brandenburg exige que os primeiros veículos a sair da linha de montagem em julho de 2021. Tesla no Sept., 24 disse que teria de iniciar um novo processo de aprovação para a produção de baterias, e a partir do início de outubro nenhum cronograma para esta aplicação foi tornado público.Musk discutiu um processo de revestimento seco em seus comentários de setembro. Este processo, desenvolvido por investigadores do Instituto Fraunhofer de tecnologia de materiais e feixes da Alemanha, cota eléctrodos com uma película seca em vez de produtos químicos líquidos. O processo economiza energia e elimina solventes tóxicos., Maxwell Technologies, uma empresa de San Diego, Califórnia, adquirida por Tesla no início de 2019 por US $200 milhões, está trabalhando em uma tecnologia de eletrodos secos. Maxwell no ano passado disse que seu eletrodo permite uma densidade de energia de mais de 300 Wh/kg em células de demonstração atuais, e a empresa disse que vê um caminho para mais de 500 Wh/kg. Esses níveis seriam uma grande melhoria em relação às actuais células da bateria de Tesla, permitindo um intervalo mais longo. Maxwell no ano passado disse que sua tecnologia resultaria em uma redução de custos de 10% a 20% versus eletrodos húmidos de última geração, enquanto potencialmente duplicaria a vida útil da bateria., Tesla, juntamente com o parceiro Panasonic, espera economizar dinheiro, tempo e espaço de fábrica usando a tecnologia de sua subsidiária.parte da economia de custos de Tesla viria da produção de lítio em um local no Nevada, perto do chamado Gigafactory da empresa. Musk disse aos acionistas da empresa no Dia da bateria que Tesla tem os direitos de 10.000 acres em Nevada, onde produziria lítio a partir de depósitos de argila usando um processo desenvolvido pela empresa. Se bem sucedido, Tesla seria a primeira empresa do mundo a produzir comercialmente lítio a partir de argila.,
lítio tem sido produzido a partir de salmoura, principalmente encontrada na América do Sul, ou rocha dura de spodumeno, geralmente encontrada na Austrália. Nevada tem vários projetos de argila de lítio em desenvolvimento, incluindo o projeto Thacker Pass da Lithium Americas Corp. (LAC), que vem buscando aprovação federal por mais de uma década. A LAC também está desenvolvendo o projeto Cauchari-Olaroz em Jujuy, Argentina. Outro projeto de desenvolvimento de Nevada é supervisionado pela ioneer Ltd. A LAC disse que pode extrair lítio da argila através de um processo que envolve lixiviação ácida., O Tesla disse que o processo não envolve ácido.Tesla endossou as pedras de argila de lítio, disse Bowering. “Engenheiros de Tesla estão em todo o planeta há anos olhando para Fontes de lítio. Eles estão agora a fazer uma aposta no Nevada… tem vários depósitos sedimentares de lítio que são o futuro da mineração de lítio e em um ambiente favorável à mineração. Nevada fica em cima de uma grande caldeira de super vulcões que povoavam os sedimentos com pequenas concentrações de lítio como em qualquer outro lugar do país.,Tesla disse que seu plano em Nevada envolve misturar argila com sal de mesa e, em seguida, adicionar água. A empresa disse que o processo causa uma reação em que o sal se lixiviaria com lítio, e o lítio, em seguida, seria extraído. A argila remanescente seria colocada de volta no solo para mitigar os danos ambientais, assim como a prática atual da indústria de mineração de retornar a rocha para a terra após os minerais serem extraídos.,
“é uma forma muito sustentável de obter lítio”, disse Musk, que não disse onde em Nevada a empresa tinha obtido os direitos de lítio ou se o desenvolvimento começou. Bowering disse que as relações continuadas tensas entre os EUA e a China, que domina a oferta global de lítio e bateria de fabricação, significa que os EUA devem desenvolver suas próprias reservas de lítio e aumentar a sua produção de bateria, a fim de atender a demanda.as relações entre os Estados Unidos e a China vão impulsionar o investimento e o desenvolvimento no país., produção de lítio, fabricação de cátodos e produção de baterias”, disse Bowering. “Os EUA atualmente produzem 2% de seu lítio necessário. À medida que a procura aumenta, é necessária uma fonte interna.”Bowering disse,” OS EUA precisam ter a produção doméstica de baterias Li-ion, ou ele vai se tornar tão dependente desta nova fonte de energia como uma vez foi de petróleo estrangeiro.”
—Darrell Proctor é editor associado do POWER (@POWERmagazine).