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Startup está produzindo bateria para carros elétricos combinando grafeno, lítio e enxofre

4 de agosto de 2022 às 11:38
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Startup da Califórnia quer produzir bateria para carros elétricos combinando grafeno, lítio e enxofre
Patente das baterias de lítio-enxofre da startup Lyten – imagem: Insideevs/UOL

A Startup Lyten está trabalhando em uma nova tecnologia de baterias de lítio-enxofre com tecnologia de grafeno tridimensional que pode aliviar a escassez de suprimentos e reduzir a dependência norte-americana da China para alimentar veículos elétricos.

Mikolajczak, um veterano da Tesla e da Panasonic, se tornará o diretor de tecnologia de baterias da Lyten, uma empresa de materiais para baterias com sede em San Jose, California. A Lyten desenvolveu uma forma própria de grafeno tridimensional que pode ser usada para aprimorar baterias de lítio-enxofre. A maioria das baterias de íon-lítio no mercado de veículos elétricos hoje funciona com química a base de níquel.

Alta demanda por carros elétricos eleva preço do níquel e outros minerais

A crescente demanda por carros elétricos desencadeou uma corrida para adquirir cobalto, níquel e outros metais essenciais para as baterias de veículos elétricos. As montadoras também estão investindo bilhões para erguer instalações para fabricar células a base de níquel. 

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Como resultado, os preços das matérias-primas estão subindo e os custos crescentes estão começando a percorrer a cadeia de suprimentos: o preço de uma bateria de um carro elétrico deve aumentar pela primeira vez em mais de uma década este ano. 

“Com o fornecimento de níquel, haverá muitas pessoas competindo por recursos bastante limitados”, disse Mikolajczak, que desenvolveu baterias e escalou a produção na gigafábrica da Tesla em Nevada, em entrevista. 

Entendendo a bateria de lítio-enxofre com tecnologia de grafeno tridimensional

Apresentação das baterias de lítio-enxofre com grafeno

A química da bateria de lítio-enxofre é normalmente usada apenas em laboratórios acadêmicos. Mas, ao usar a nanotecnologia para manipular átomos de carbono, a Lyten encontrou uma maneira de torná-la competitiva com as baterias a base de níquel, preferidas nos EUA, e superar as baterias de fosfato de lítio, ou LFP, preferidas na China.   

O enxofre, um subproduto da indústria de petróleo e gás, é barato e abundante. Isso ajudou a atrair o interesse do Departamento de Defesa dos EUA para uso em satélites ou eletrônicos de campo de batalha, bem como carros elétricos, segundo o CEO da Lyten.   

Fundada em 2014, a Lyten levantou mais de US$ 210 milhões de investidores privados. Vem angariando mais recursos e buscando parcerias estratégicas com montadoras.

Nova bateria de lítio-enxofre com alta densidade energética funciona em temperaturas extremas

A equipe obteve sucesso com um eletrólito que formou ligações mais fracas com os íons de lítio, o que permitiu uma distribuição mais uniforme deles durante o carregamento. Esse eletrólito de ligação fraca foi integrado a uma bateria experimental de lítio com um ânodo de metal de alta densidade e um cátodo a base de enxofre que foi capaz de operar em temperaturas abaixo de zero, mantendo grande parte de sua capacidade.

Ao continuar experimentando sua receita de eletrólitos, os cientistas desenvolveram uma versão que também opera na outra extremidade do espectro. O novo eletrólito apresenta sal de lítio e éter dibutílico, um composto químico com ponto de ebulição de 141 °C (286 °F), permitindo que o eletrólito permaneça líquido em alta temperatura. Em experimentos de prova de conceito com este eletrólito, as baterias foram capazes de reter 87,5% de sua capacidade a -40 °C (-40 °F) e 115,9% de sua capacidade a 50 °C (122 °F). 

Eles também demonstraram alta eficiência Coulombiana, acima de 98% nessas temperaturas, o que está relacionado à sua capacidade de lidar com mais ciclos de carga antes do fim da vida útil. Uma bateria com capacidade de funcionar em temperaturas frias pode resultar em veículos elétricos com maior autonomia em climas frios. 

Por outro lado, uma bateria que pode operar com segurança em temperaturas mais altas pode eliminar a necessidade de sistemas de refrigeração para evitar o superaquecimento, além de outras vantagens.

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