Tipos de baterias de carros elétricos

Autor: 
Christopher Lampton

Uma bateria é um dispositivo para armazenar energia química e convertê-la em eletricidade. Uma bateria é feita de uma ou mais células eletroquímicas e cada uma consiste de duas metades de células ou eletrodos. Uma metade de célula, chamada de eletrodo negativo, possui uma super abundância de pequenas partículas subatômicas carregadas negativamente chamadas de elétrons. A outra, chamada de eletrodo positivo, possui um déficit de elétrons. Quando as duas metades são conectadas por um fio ou um cabo elétrico, os elétrons fluirão do eletrodo negativo para o positivo. Chamamos esse fluxo de elétrons de eletricidade. A energia dos elétrons em movimento pode ser aplicada para fazer funcionar um motor elétrico, por exemplo. Conforme os elétrons passam para o lado positivo, o fluxo é reduzido gradualmente, e a tensão da eletricidade produzida pela bateria cai. Eventualmente, quando houver a mesma quantidade de elétrons no lado positivo e no negativo, a bateria é considerada "morta" e não mais capaz de produzir um fluxo elétrico.

Bateria de carro elétrico
©iStockphoto.com/David Meharey
As baterias de chumbo, parecidas com a mostrada aqui, têm sido utilizadas em automóveis desde a metade do século 19

 

Os elétrons são gerados pelas reações químicas e existem muitas reações químicas diferentes que são utilizadas em baterias disponíveis no mercado. Por exemplo, as pilhas alcalinas comumente utilizadas em lanternas e controles remotos de TV geram eletricidade através de uma reação química que envolve zinco e óxido de manganês. Muitas pilhas alcalinas são consideradas descartáveis. Quando elas morrem, são inutilizadas e devem ser recicladas. As baterias de automóvel, por outro lado, precisam ser recarregáveis para que elas não requeiram uma substituição constante. Numa bateria recarregável, a energia elétrica é usada para reverter as metades positiva e negativa das células eletroquímicas, reiniciando o fluxo de elétrons.

Os fabricantes de automóveis identificaram três tipos de baterias recarregáveis adequadas para um carro elétrico. Os tipos são: baterias de ácido-chumbo, baterias de hidreto metálico de níquel (NiMH) e baterias de
íon-lítio (Li-ion).

As baterias de ácido-chumbo foram inventadas em 1859 e são a forma mais antiga de bateria recarregável ainda em uso. Elas são usadas em todos os tipos de carros, incluindo carros elétricos, desde o século 19. As baterias de ácido-chumbo são um tipo de bateria de placa submersa e geralmente contêm uma solução amena de ácido sulfúrico em um recipiente aberto. O nome vem da combinação dos eletrodos de chumbo e do ácido utilizado para gerar eletricidade nessas baterias. A maior vantagem das baterias de ácido-chumbo é que, depois de tantos anos sendo usadas, elas já são bem conhecidas e de produção barata. Porém, elas produzem gases perigosos quando são usadas, e se a bateria for carregada demais, haverá risco de explosão.

As baterias de hidreto metálico de níquel entraram no mercado no final dos anos 80. Elas possuem uma alta densidade de energia, ou seja, uma grande quantidade de energia pode ser contida numa bateria relativamente pequena. E elas não contêm metais tóxicos, por isso são fáceis de reciclar.

Chassi do Chevy Volt 2007
GM Corp.
Este chassi do veículo conceitual Chevrolet Volt 2007 mostra claramente a localização da bateria de íon-lítio do veículo (em azul)

As baterias de íon-lítio, que entraram no mercado no início dos anos 90, possuem uma densidade de energia muito alta e, diferente da maioria das baterias, elas não perdem a carga quando não são utilizadas, uma propriedade chamada auto-descarga. Por causa do pouco peso e dos baixos requerimentos para manutenção, as baterias de íon-lítio são largamente usadas em aparelhos eletrônicos como computadores laptop. Alguns especialistas acreditam que as baterias de íon de lítio sejam o mais próximo que a ciência chegou do desenvolvimento de uma bateria recarregável perfeita, e este tipo de bateria é o melhor candidato para fazer os carros rodarem no futuro próximo. Uma variação das baterias de íon-lítio, as chamadas baterias de polímero de íon-lítio, também provarão o seu valor no futuro dos carros elétricos. Essas baterias podem acabar custando menos para construir do que as baterias de íon-lítio, porém atualmente as baterias de polímero de íon-lítio são proibitivamente caras.

Talvez o maior problema associado às baterias de carros elétricos seja recarregá-las. Como você recarrega a bateria de um carro elétrico? E o mais importante, onde você recarrega a bateria de um carro elétrico? Você pode fazer isso sozinho? Você pode fazer isso em casa? Leia a próxima página para descobrir.