Como a tecnologia de bateria mudará o mercado de EV na próxima geração?

Nos últimos anos, a Tesla dominou a palavra com seus EVs, todos nós sabemos sobre seus carros e caminhões, mas eles também têm dedicado muito tempo e esforço em outros veículos elétricos, como um ATV, decolagem vertical e avião Landing (VTOL), drones e muitas outras coisas muito interessantes.

No entanto, a chave para nós é sua pesquisa no desenvolvimento de tecnologia de baterias.

Agora, para a comercialização de um táxi VTOL ou para o setor de logística usar EVs totalmente e para um uso mais amplo de veículos elétricos, precisaremos de algumas coisas.

– Melhor densidade de energia da bateria. (Baterias de longa duração)

– Maior número de ciclos de carregamento. (Mais cargas antes que a bateria acabe)

– Maior armazenamento de energia, tanto no atacado quanto em nossas casas. (paredes de energia em residências e unidades de armazenamento de energia em todo o mundo, semelhantes à unidade australiana produzida em 2017)

– Instalações de carregamento mais rápidas.

No início deste ano, o grupo de pesquisa de baterias da Tesla no Canadá divulgou um artigo que mostra como eles estão abrindo um caminho para uma célula de bateria de próxima geração, esta célula terá densidade de energia revolucionária permitindo que a ideia de um mundo verde se torne uma realidade.

Jeff Dahn (Professor do Departamento de Física e Ciências Atmosféricas e do Departamento de Química da Dalhousie University) e sua equipe em seu laboratório canadense há muito tempo conduzem pesquisas de ponta sobre baterias, mas nos últimos quatro anos, têm feito parceria com a Tesla .

Com o foco no aprimoramento da geração atual de baterias de íon de lítio, eles também estão procurando novas tecnologias que não apenas melhorem um pouco as baterias, mas as mudem completamente.

Muitas pessoas pensam que o futuro da tecnologia de baterias estava nas baterias de estado sólido, isso se deve ao fato de que, se você remover o eletrólito líquido, poderá extrudar seções da bateria, de forma muito semelhante a como você processa plásticos. Isso significa que não só seria significativamente mais seguro de fabricar, mas também reduziria significativamente os custos por KWH. (Hyundai recentemente investiu pesadamente nesta tecnologia).

Mas, a pesquisa de Dahn e Tesla mostra um caminho muito diferente – células em bolsa de lítio livres de ânodo com eletrólito líquido LiDFOB / LiBF4 de sal duplo.

Em um artigo produzido no ano passado, Dahn sugeriu que suas novas baterias teriam uma densidade de energia significativamente maior e não exigiriam um novo método de fabricação, no entanto, havia alguns problemas com a longevidade de suas unidades, cerca de 90 ciclos, que é longe do que é necessário para qualquer aplicação comercial, seja bicicletas, carros, caminhões ou outros.

No entanto, em um artigo agora divulgado por Dahn e quatro outros funcionários da Tesla chamado “Diagnosticando e corrigindo falha de célula livre de ânodo via eletrólito e análise morfológica” publicado na revista científica Nature, eles não apenas identificaram os problemas com a longevidade das células, mas também introduziu ações corretivas.

Eles escreveram “Recentemente, demonstramos células livres de ânodo de longa duração usando um eletrólito de carbonato de sal duplo. Aqui caracterizamos a degradação de células livres de ânodo com este eletrólito líquido pobre (2,6 g AG-1). Observamos a deterioração da morfologia do lítio puro usando microscopia eletrônica de varredura e tomografia de raios-X, e diagnosticamos a causa como degradação e depleção de eletrólitos usando espectroscopia de ressonância magnética nuclear e mapeamento de transmissão ultrassônica. Para os testes de caracterização de segurança, medimos a temperatura da célula durante a penetração da unha ”.

Em seus testes, eles descobriram que, com seu eletrólito de sal duplo, há uma matriz in-situ de lítio morto que forma grandes colunas de lítio densas no interior, formando uma morfologia de lítio ideal.

O artigo mostra não apenas a identificação de gargalos, mas também como melhorar a vida útil das células livres de ânodo de metal de lítio para 200 ciclos, o que, embora ainda não seja bom o suficiente para comercialização, é um grande passo na direção certa.

Se a Tesla continuar empurrando dessa forma, a eficiência da célula da bateria aumentará, o que significa que não só teremos células de alta qualidade disponíveis para nós, mas também seremos capazes de utilizar adequadamente os powerwall (s) em nossas casas, nossos trabalho e em sites em todo o país e no mundo.

Em teoria, isso significaria que poderíamos armazenar melhor nossa própria energia solar ou, no caso da comercialização, as empresas de energia poderiam armazenar a energia eólica, solar e das marés que produzem fora do horário de pico, economizando para quando a demanda aumentar, do que deixá-lo ir para o lixo. Os custos de energia cairiam e, como haveria a confiança do público tanto no alcance quanto na longevidade dos VEs, provavelmente haveria uma mudança significativa nos hábitos de compra de veículos. Principalmente se for combinado com um incentivo governamental, semelhante à atual oferta alemã.

Esse sonho não está muito longe, já que em 2017, a Tesla ajudou o governo australiano com uma instalação de armazenamento recorde de 150 MWH no sul da Austrália, co-localizando com o parque eólico de Hornsdale. Após seis meses de operação, a Hornsdale Power Reserve foi responsável por 55% do controle de frequência e serviços auxiliares no sul da Austrália. No final de 2018, estimou-se que a reserva de energia economizou A $ 40 milhões em custos, principalmente para eliminar a necessidade de um serviço auxiliar de controle de frequência de 35 MW movido a combustível.

Avançando para 2020, a Tesla e a PG&E recentemente inauguraram uma instalação de armazenamento de energia recorde em Monterey, Califórnia, que quando concluída será a maior instalação do mundo. O parque de baterias será capaz de distribuir 730 megawatts-hora (MWH) de energia para a rede a uma taxa máxima de 182,5 MWH por até quatro horas. A Tesla e a PG&E irão então atualizar a capacidade do sistema logo após a conclusão para 1,2 gigawatt-hora que, de acordo com a Tesla, fornecerá energia a todas as casas em San Francisco por seis horas. (De acordo com o censo de 2019, existem 359.673 famílias e uma estimativa de 881.549 pessoas)

Tudo isso é muito bom, mas como isso beneficiará o ciclismo? Bem, se as baterias são melhores e mais baratas, as e-Bikes irão mais longe por menos dinheiro, o que significa que o leigo em geral terá mais probabilidade de comprar uma e-Bike e usá-la no ciclismo diário, eventualmente percebendo seu potencial para outras funções.

No entanto, o ponto-chave talvez seja este; mais empresas de courier / correio usarão mais veículos elétricos, pois a tecnologia de bateria aumenta a já forte viabilidade em um caso de negócios. Seu carteiro pode ser equipado com uma bicicleta novamente, sua cervejaria ou açougueiro comunitário pode começar a usar uma bicicleta de carga para entregas locais e quanto mais bicicletas vemos nas estradas, mais normal se torna. Quanto mais alto os consideramos, mais os usamos e mais dependemos deles em vez de um carro.