A promessa de uma bateria que carrega em seis minutos não é nova. Eles aparecem em laboratórios, são anunciados em comunicados de imprensa e depois desaparecem em segundo plano. Por que? Porque a industrialização química é um pesadelo. Muito complexo ou caro para competir com as linhas de produção existentes. Uma startup chamada Echion Technologies afirma ter decifrado o código.
Jean De La Verpillière fundou a Echion enquanto estudava doutorado em nanociência na Universidade de Cambridge. O discurso de vendas da empresa é agressivo. A empresa afirma que sua nova química de íons de lítio pode reduzir o tempo de carregamento de smartphones e carros elétricos para apenas seis minutos. Ao contrário de muitos outros produtos “inovadores” que estão em pesquisa e desenvolvimento, a Echion diz que está pronta para lançamento comercial no próximo ano.
Use pó secreto em vez de grafite
O núcleo da tecnologia Echion é uma troca simples. Ele substitui o eletrodo de grafite negativo padrão das baterias de íons de lítio por um pó especial proprietário. A composição química exata é um segredo comercial. Os inventores afirmam que o material pode suportar carregamento rápido sem riscos comuns de segurança, como fuga térmica ou formação de dendritos.
Nesse caso, uma bateria que utiliza este componente pode ser totalmente carregada em 6 minutos. Funciona em qualquer escala.
A Echion produz atualmente um quilo de pólvora por dia. Isso é suficiente para uma bateria de carro elétrico. A empresa está atualmente ampliando sua escala com a meta de 1.000 toneladas por ano. Eles afirmam que isso não exigirá novas fábricas. Em vez disso, o material pode ser injetado na infraestrutura existente de fabricação de baterias com um investimento mínimo de capital.
No entanto, o comunicado de imprensa não menciona nenhuma informação concreta. É impossível dizer quantos ciclos de carga uma bateria durará antes de se degradar. Tem a mesma vida útil de uma bateria de íon de lítio padrão? Teremos que esperar até o próximo ano para ver se a aposta de Echion vale a pena.
Toshiba SCiB: 6 minutos 320 km
A Toshiba joga nesta piscina há muito tempo. Em outubro de 2017, a gigante japonesa anunciou uma nova geração de tecnologia SCiB (Super Charge ion Battery ). As especificações são impressionantes. O alcance é de 320 km após 6 minutos de carregamento. A comercialização está prevista para 2019.
Esta não é a primeira demonstração de carregamento rápido da Toshiba. O SCiB foi lançado em 2008. A versão original pode cobrar 90% em 5 minutos e tem vida útil de 10 anos. Essas baterias são encontradas em carros elétricos do mercado de massa, como Mitsubishi i MiEV (Peugeot iOn na França) e Honda Fit EV. Esses primeiros modelos usavam ânodos de óxido de titanato de lítio.
Na nova versão, a capacidade de armazenamento foi duplicada através da alteração do material. Uma mistura de óxido de nióbio e titânio (NbTi) é atualmente usada no ânodo. Esta liga possui propriedades supercondutoras em baixas temperaturas. A Toshiba anunciou que dominou um método para sintetizar e organizar cristais de NbTi que efetivamente dobra a densidade de energia em comparação com designs convencionais de titanato de lítio.
O teste de protótipo do SCiB de 50 Ah mostrou que ele poderia suportar 5.000 ciclos de carga, mantendo 90% de sua capacidade original. A bateria também resiste ao frio. O carregamento é eficiente em temperaturas de até -10°C e leva cerca de 10 minutos para atingir um estado de carga significativo. Esta resistência apoia a afirmação de que ele pode viajar 320 quilômetros após uma parada rápida de 6 minutos.
A promessa dos primeiros 5 minutos
A pressão do carregamento ultrarrápido não é novidade. Em novembro de 2009, a Toshiba anunciou planos para produzir em massa baterias SCiB para a indústria automotiva. O objetivo era ousado: carregar um carro elétrico em cinco minutos.
Eles definem o caminho do SCiB para aumentar a sua competitividade em carregamento e reabastecimento. Medido com 90% de carga em 5 minutos. A durabilidade também é um ponto de venda. De acordo com a Toshiba, a bateria pode suportar mais de 6.000 ciclos de carga/descarga em 10 anos de uso diário sem degradação significativa do desempenho.
A lacuna entre o protótipo e o produto é um grande obstáculo. A Echion aposta que a sua abordagem baseada em pó pode evitar a barreira dos custos. A Toshiba vem aprimorando ânodos de liga de óxido há mais de uma década. Ambos almejam o mesmo Santo Graal. O tempo está a esgotar-se e o tempo está a esgotar-se para testar se ambos os lados conseguem cumprir a sua promessa de seis minutos em grande escala.
Diferença de tempo de carregamento: de 30 minutos a várias horas
A Toshiba está se expandindo. A empresa já possui a sua própria fábrica de baterias SCiB e planeia abrir uma segunda fábrica na Primavera de 2011. O seu objectivo é muito ambicioso: produzir 500.000 baterias por mês no primeiro ano e depois expandir a produção para abastecer os principais fabricantes de veículos híbridos e eléctricos. Estes incluem os próximos híbridos plug-in, como o Chevrolet Volt e o Opel Ampera.
A realidade atual dos carros elétricos é um forte contraste. A maioria das baterias de íon de lítio fabricadas leva várias dezenas de minutos para carregar. Veja o Nissan Leaf e o Mitsubishi i-MiEV, por exemplo. Ambos foram introduzidos no mercado europeu no final de 2010. Uma carga de 80% demora 30 minutos, mas apenas quando se utiliza uma estação de carregamento separada. A conexão a uma tomada padrão de 200 volts pode levar várias horas.
Essa diferença define a experiência do usuário. Existe carregamento rápido, mas depende da infraestrutura específica. O carregamento lento é universal, mas impraticável para recargas rápidas. A tecnologia SCiB da Toshiba visa preencher esta lacuna com maior densidade de potência e velocidade de absorção mais rápida.
“Essa diferença determina a experiência do usuário. O carregamento rápido existe, mas depende da infraestrutura específica.”
Para os motoristas, a diferença entre 30 minutos e três horas é como a diferença entre uma pequena pausa para o café e um grande almoço. A infraestrutura determina o comportamento. Em áreas onde os carregadores rápidos estão concentrados, a ansiedade de autonomia é reduzida. Se apenas tomadas padrão estiverem disponíveis, os motoristas planejam com base no tempo de carregamento. A expansão da Toshiba mostra que a indústria está investindo em volume para reduzir custos e melhorar a disponibilidade.
A velocidade não é o único problema. É tudo uma questão de consistência. A grade pode suportar a carga? As baterias podem suportar ciclos rápidos repetidos sem degradação? Outra fábrica da Toshiba sugere uma resposta. Mais produção significa mais dados. Mais informação significa química mais avançada.
Até então, o tempo está correndo.
