Por que as baterias de partida de íon de lítio para carros não são amplamente utilizadas?

Então, quando falamos sobre baterias de carro, vamos entender que estamos nos referindo à bateria de partida, os órgãos vitais que ajudam a iniciar e fornecer energia para seus bons e velhos carros movidos por motores de combustão interna. Essas são adicionadas à grande bateria de tração que os veículos elétricos utilizam tanto para autonomia quanto para potência. Embora a tecnologia Li-Ion esteja sendo usada cada vez mais frequentemente em uma ampla gama de aplicações, é bastante incomum no que diz respeito às baterias de partida de carros. Este artigo investiga o panorama geral por trás disso, examinando as questões tecnológicas, econômicas e logísticas que impediram a adoção generalizada das baterias de íons de lítio nesse segmento.

Qual é a Função das Baterias de Partida de Carro?

Os tipos de baterias de partida que se encontram em veículos motorizados são projetados para produzir uma rajada curta de energia, suficiente apenas para colocar o motor em movimento e iniciar a combustão. Além disso, precisam funcionar no seu melhor desempenho independentemente das condições — invernos gelados ou verões escaldantes — e operar em harmonia com a eletrônica do veículo. A partida do motor, em contraste com as baterias de VE otimizadas cuidadosamente para densidade energética (carros de longa distância), tem requisitos completamente diferentes: densidade de potência e vida útil em ciclos de alta potência. Esse ponto é significativo, pois estabelece os parâmetros máximos com base nos quais qualquer tecnologia concorrente de bateria que aspire assumir tais funções será comparada. A tecnologia íon-lítio é, em geral, madura, mas enfrenta imediatamente uma série de problemas quando aplicada a essas finalidades, os quais abordaremos nas seções abaixo.

Limitações Tecnológicas e de Desempenho

A bateria de íon-lítio é utilizada, substituindo o tradicional acumulador de chumbo-ácido, apresentando maior densidade energética e peso reduzido. Para muitas aplicações, essas vantagens, no entanto, têm pouco sentido. Outra questão é o desempenho em temperaturas quentes e frias. Em climas frios, as células de íon-lítio podem ser problemáticas, pois fornecem apenas uma certa quantidade de amperagem de partida, muitas vezes insuficiente para dar partida no veículo. Em contrapartida, as baterias de chumbo-ácido são também eficazes nessas condições e conseguem sempre fornecer energia, mesmo quando faz frio. Além disso, a mencionada bateria de íon-lítio requer monitoramento complexo de tensão para evitar sobrecarga e/ou dispositivos que impeçam descargas excessivas quando carregada por meios de carga em um veículo onde não está acostumada, por exemplo porque esse veículo necessita apenas de detectores muito mais simples para chumbo-ácido. As baterias de íon-lítio também precisam ser cuidadosamente monitoradas e gerenciadas, caso contrário poderiam ser danificadas ou destruídas, o que acrescenta ainda mais complexidade e custos.

Preocupações Econômicas e de Segurança

O preço é outro problema com as baterias de partida de íon-lítio. Elas são significativamente mais caras para produzir do que as baterias de chumbo-ácido, que se beneficiaram de décadas de aperfeiçoamento e economias de escala. Mesmo com esse custo, as baterias de chumbo-ácido são apenas suficientemente boas para a maioria dos usuários finais e produtores. A segurança é outro fator crítico. A bateria de íon-lítio é perigosa ou pode não ser segura se a bateria for perfurada, aquecida ou entrar em curto-circuito. Essa também é uma das razões pelas quais, embora longe de serem seguras, as baterias de chumbo-ácido são mais seguras/mais estáveis em condições severas (automotivas). Devido a esses fatores, o íon-lítio é pouco adequado para baterias de partida de alto volume do ponto de vista econômico e de segurança.

Prevalência de Baterias de Chumbo-Ácido

Há uma razão pela qual a bateria de chumbo-ácido existe há mais de 100 anos como fonte de partida no setor automotivo. Elas são muito confiáveis e podem fornecer a alta corrente necessária para dar partida em um motor sem sofrer deterioração severa durante a descarga. Além disso, a tecnologia já está madura; possui processos consolidados de fabricação e reciclagem que devolvem a maior parte dos materiais ao ciclo produtivo, segundo pesquisas publicadas que afirmam ser sustentável. Isso é reforçado pelo fato de que as baterias de chumbo-ácido se encaixam nas arquiteturas veiculares existentes e têm se mostrado como algo que não exige grandes mudanças nos sistemas, como estações de carregamento ou infraestrutura elétrica. É claro que a facilidade de integração em outras tecnologias e instalações, juntamente com seu baixo custo, as torna uma escolha óbvia. O resultado é que a indústria automobilística pouco ganha ao migrar para baterias de íon-lítio para partida, especialmente quando a tecnologia consagrada de chumbo-ácido já oferece tranquilidade ao consumidor.

Perspectivas Futuras e Tendências do Setor

Isso tudo poderia ser uma história diferente no futuro para baterias de partida, embora se espere que essas mudanças sejam marginais. Essas limitações estão se tornando mais gerenciáveis com os avanços nas químicas de íons de lítio, incluindo atualizações nas várias versões de derivados de fosfato de ferro e lítio que os tornam mais seguros e/ou economicamente melhores. Mas a tecnologia precisaria evoluir, e as práticas da indústria e os consumidores teriam de se adaptar a ela, dizem observadores do setor. À medida que os veículos introduzem mais recursos eletrônicos e avançam rumo à hibridização, a demanda por baterias de partida pode evoluir, criando potencialmente uma abertura para o uso de íons de lítio. Porém, as baterias de chumbo-ácido continuarão sendo a tecnologia dominante no curto prazo, pois contam com uma infraestrutura estabelecida e oferecem vantagens econômicas. A transição para novas tecnologias será um amálgama de criação e necessidade funcional.

Em resumo, as baterias de íon-lítio para carros não são prevalentes no sistema start-stop devido a limitações de desempenho e implicações de custo, preocupações com segurança e à base extremamente consolidada da tecnologia chumbo-ácida. O íon-lítio é uma tecnologia promissora para outras aplicações, mas ainda tem sido pouco utilizada na partida tradicional de veículos automotores. Essas premissas explicam por que a inovação ainda está sendo desenvolvida em outros setores, enquanto soluções testadas e comprovadas são consideradas adequadas para o setor automotivo.