O novo processo de fabricação reduziu o custo das baterias de íon de lítio pela metade

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e da 24M desenvolveram um processo aprimorado para a produção de novas baterias de íon-lítio de design. De acordo com os cálculos dos engenheiros, ao menos reduz pela metade o custo das baterias, simplificando o próprio processo e reduzindo a quantidade de materiais necessários, além de melhorar as características técnicas das baterias.

As baterias de íon de lítio são a parte do veículo elétrico mais cara. Somente devido a esse "hack", o preço de varejo do carro diminuirá significativamente.

"Analisamos todo o processo", diz o professor Yet-Ming Chiang, co-fundador da 24M (anteriormente também co-fundador do fabricante de baterias A123). O atual processo de fabricação de baterias, diz ele, não mudou muito por duas décadas desde a invenção da tecnologia. É ineficiente e usa mais estágios do que o necessário.

Até 2020, de acordo com Chan, a 24M poderá produzir baterias por menos de US $ 100 por quilowatt-hora. De acordo com especialistas, este é precisamente o preço que representa o limite de preço para a distribuição em massa de veículos elétricos. A megafábrica Tesla Gigafactory 1 atualmente em construção também espera alcançar esse custo até 2017 devido à produção em massa.

No momento, estima-se que o custo das baterias de íon de lítio varie de US $ 300 a US $ 500 por quilowatt-hora.

Pilhas semi-sólidas

A nova tecnologia de processo é um modelo híbrido entre uma bateria sólida convencional e a chamada " bateria de fluxo", na qual suspensões de pequenas partículas em um líquido bombeado para vários compartimentos da bateria desempenham o papel de eletrodos. Na verdade, esse projeto de bateria foi inventado há cinco anos pelo próprio professor Chan e seus colegas.

Na opção 24M, embora o material do eletrodo não seja fluido, ele ainda consiste em uma suspensão coloidal "semi-sólida" semelhante. Na verdade, eles chamavam de bateria "semi-sólida".

Essa abordagem simplifica bastante a produção de baterias e também adiciona flexibilidade e durabilidade. No trabalho científico que o professor publicou na revista "Journal of Power Sources" ( doi: 10.1016 / j.jpowsour.2015.06.023), diz-se que o novo design é adequado para baterias com baixa densidade de energia e alta densidade de energia, como nas baterias de íon de lítio.

O processo de fabricação padrão prevê a aplicação camada a camada de líquido nos rolos do substrato. Cada camada deve secar antes de aplicar a próxima. O novo método não requer nenhuma secagem. Usando menos eletrodos com menos espessura, reduz em 80% o número de camadas necessárias na bateria, bem como a quantidade de material que não funciona dentro da bateria.

Se as partículas em suspensão servem como eletrodos, as partículas carregadas precisam percorrer uma distância menor - uma propriedade conhecida como “tortuosidade”, que reduz a quantidade de material necessário para os eletrodos.

A ilustração mostra que as novas baterias podem ser dobradas e dobradas, isso não afeta suas propriedades.



A 24M já fabricou cerca de 10.000 baterias para testes na planta piloto. A empresa recebeu oito patentes e outras 75 estão pendentes. Dado o investimento de US $ 50 milhões recebido de empresas de capital de risco mais uma concessão do Departamento de Energia dos EUA, fica claro que os negócios aqui são sérios.

Inicialmente, deveria usar as baterias como fontes alternativas de energia em energia alternativa, mas agora o professor Chan e seus colegas decidiram que as novas baterias são adequadas para veículos elétricos.

É importante ressaltar que o novo processo de fabricação permite que uma pequena fábrica atinja o mesmo custo de produção que uma grande fábrica. Um aumento na produção não produz um efeito econômico perceptível. Portanto, as perspectivas econômicas da Tesla Motors Gigafactory estão ficando um pouco mais nebulosas. No entanto, Ilon Mask não ficará ofendido se as baterias de íon de lítio ficarem mais baratas várias vezes sem a ajuda dele.

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