As baterias de íon-lítio em EVs são um perigo de incêndio?

O recall, o segundo maior envolvendo baterias feitas pela unidade de bateria da LG Chem LG Energy Solution (LGES) destaca os desafios que as empresas de baterias enfrentam na fabricação de um produto estável para alimentar carros elétricos.

As células vêm em diferentes formas e tamanhos, mas a maioria tem três elementos principais: eletrodos, eletrólito e separador.

Eletrodos armazenam o lítio. O eletrólito carrega os íons de lítio entre os eletrodos. O separador evita que o eletrodo positivo entre em contato com o eletrodo negativo.

A energia, na forma de eletricidade, é descarregada da célula da bateria quando os íons de lítio fluem do eletrodo negativo, ou ânodo, para o eletrodo positivo ou cátodo. Quando a célula está carregando, esses íons fluem na direção oposta, do cátodo para o ânodo.

POR QUE AS BATERIAS DE LI-ION POSSUEM RISCO DE INCÊNDIO?

As baterias de íon de lítio, sejam usadas em carros ou dispositivos eletrônicos, podem pegar fogo se forem fabricadas de maneira inadequada ou danificadas ou se o software que opera a bateria não for projetado corretamente.

O principal ponto fraco das baterias de íon-lítio em carros elétricos é o uso de eletrólitos líquidos orgânicos, que são voláteis e inflamáveis ​​quando operam em altas temperaturas. Uma força externa, como uma colisão, também pode causar vazamento de produtos químicos.

“Para incêndios EV, sempre foi muito difícil identificar a causa raiz exata do incêndio, porque é extremamente difícil ‘reencenar’ o incidente de incêndio com as mesmas condições”, disse Kim Pil-soo, professor de engenharia automotiva da Daelim University.

Além disso, as autoridades, fabricantes de automóveis e fabricantes de baterias muitas vezes não divulgam qual é o risco de segurança exato.

O QUE CAUSOU OS INCÊNDIOS EM PARAFUSOS E KONAS?

Em fevereiro, o ministério dos transportes da Coréia do Sul disse que alguns defeitos foram encontrados em algumas células de bateria fabricadas na fábrica da LGES na China e usadas nos carros elétricos da Hyundai Motor, incluindo o Kona EV. O recall da Hyundai custou cerca de 1 trilhão de won (US $ 854 milhões).

GM disse que as baterias fornecidas por LG para o Bolt EV e o Bolt EUV pode ter dois defeitos de fabricação – uma aba do ânodo rasgada e um separador dobrado – presentes na mesma célula da bateria, o que aumenta o risco de incêndio.

Para uma caixa de fatos sobre grandes incêndios de bateria:

AS BATERIAS DO TIPO POUCH SÃO MAIS VULNERÁVEIS?

Todos os três tipos de baterias de íon-lítio usadas atualmente em carros elétricos – cilíndricas, prismáticas e do tipo bolsa – são fundamentalmente iguais em funcionalidade, mas cada uma tem prós e contras.

As baterias cilíndricas e prismáticas são revestidas de materiais rígidos. Os tipos de bolsa usam folhas flexíveis seladas e são protegidos por sacos de metal finos.

A tecnologia usada em baterias cilíndricas é antiga e produz resultados consistentes. Essas células podem suportar alta pressão interna sem deformar. Eles também são mais baratos, o que os torna ideais para produção em massa. Mas eles são mais pesados ​​e sua forma impede que as células sejam compactadas com a mesma densidade de outras formas de bateria. Tesla Inc usa principalmente baterias cilíndricas, algumas fornecidas pela LGES.

As baterias prismáticas são consideradas mais seguras e leves do que as células cilíndricas e, por serem retangulares, podem ser mais densamente compactadas. Eles otimizam o espaço melhor do que as células cilíndricas, mas normalmente são mais caros e têm um ciclo de vida mais curto. Eles também podem inchar.

Em comparação com as células cilíndricas e prismáticas, as células de bateria do tipo bolsa permitem a fabricação de células mais leves e mais finas e flexibilidade de design para diferentes capacidades e requisitos de espaço para diferentes modelos de veículos. No entanto, eles são vulneráveis ​​ao inchaço e são mais vulneráveis ​​em colisões, representando um maior risco de incêndio.

A GM e a Hyundai Motor usam células de bateria em bolsa da LG Energy Solution (anteriormente LG Chem). Volkswagen disse no início deste ano que abandonaria as células em forma de bolsa feitas pela LG e SK Innovation Co Ltd à tecnologia prismática.

EXISTEM OUTRAS SOLUÇÕES?

Empresas como a BYD Co da China produzem células de bateria EV que usam cátodos de fosfato de ferro e lítio, que são menos propensos a pegar fogo, mas não são capazes de armazenar tanta energia quanto as células padrão que usam cátodos de níquel cobalto-manganês.

Outros, incluindo a GM, estão testando diferentes produtos químicos, como a tecnologia de níquel-cobalto-manganês-alumínio (NCMA), que usa menos cobalto, tornando as células mais estáveis ​​e mais baratas.

A fabricante chinesa de baterias CATL revelou no mês passado uma bateria de íon sódio que não contém lítio, cobalto ou níquel.

Várias empresas, incluindo Toyota Motor Corp. também estão desenvolvendo células de bateria com eletrólitos de estado sólido, o que poderia minimizar problemas de superaquecimento e riscos de incêndio, mas poderia levar mais três a cinco anos para comercializar.

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