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Jun 04, 2023

O carregamento rápido DC realmente reduz a capacidade da bateria do seu EV?

Se você tem um veículo elétrico que carrega regularmente, talvez você

Se você tem um veículo elétrico que carrega regularmente, talvez deva dar uma olhada nas implicações que isso tem na degradação da bateria.

Carregar rapidamente seu EV parece ótimo, pois um carregador rápido de 350 quilowatts pode levar um EV de bateria grande como um Lucid Air Pure a um estado de carga de 80% em 15 minutos. Embora não seja tão rápido quanto abastecer um veículo a gasolina tradicional, o carregamento rápido DC reduz o tempo necessário para abastecer um veículo elétrico.

Mas a conveniência de carregar um veículo elétrico tem o custo da degradação da bateria? Bem, vamos descobrir.

Para entender melhor a longevidade da bateria EV, é importante saber o que é carregamento rápido e como ele funciona. De um modo geral, a bateria de um veículo elétrico pode ser reabastecida usando três metodologias diferentes chamadas de carregamento de nível 1, nível 2 e nível 3. Os dois primeiros tipos dependem de corrente alternada (CA), enquanto o carregamento de nível 3, também conhecido como carregamento rápido de CC, requer corrente contínua.

A distinção importante aqui é que os carregadores de nível 1 e nível 2 usam o carregador de bordo do veículo para converter a corrente de CA para CC, pois a bateria de íon-lítio do seu veículo não pode receber corrente alternada diretamente.

No entanto, quando se trata de carregadores rápidos de nível 3, eles podem apenas bombear suco diretamente para a bateria sem a necessidade do carregador integrado. Isso permite que o carregamento DC empurre grandes quantidades de corrente e tensão para a bateria sem ser limitado pelas capacidades do carregador de bordo do veículo.

As baterias de íons de lítio convertem energia química em energia elétrica e, hipoteticamente, essa reação deve durar para sempre. No entanto, todos sabemos que as baterias de íon-lítio não duram para sempre. Mas qual é a razão exata para essa degradação?

Bem, várias reações químicas ocorrem dentro de uma célula de íon-lítio quando ela é carregada ou descarregada. Algumas reações funcionam para gerar eletricidade, enquanto outras consomem íons de lítio que reduzem a capacidade da bateria. Em outras palavras, a cada ciclo de carga e descarga, a bateria de íon-lítio de um EV perde parte de sua capacidade; isso realmente acontece e não se enquadra na categoria de mitos de carregamento de EV.

Dito isso, é importante entender que essas reações ocorrem em taxas diferentes com base em várias condições ambientais, e há etapas que você pode seguir para fazer com que a bateria dure mais.

Portanto, a maioria dos fabricantes de baterias fornece uma faixa de temperaturas nas quais as baterias funcionam melhor. Esse intervalo muda com base na química da bateria, mas, na maioria dos casos, fica entre -4 e 140 graus Fahrenheit para descarregar e entre 0 e 45 graus Fahrenheit para carregar.

Essa faixa operacional mostra que as baterias podem ser carregadas em uma faixa mais baixa de temperaturas, e carregá-las em condições extremas, tanto frias quanto quentes, pode causar problemas, pois essas condições aumentam a taxa de ocorrência de reações indesejadas, consumindo íons de lítio e reduzindo a capacidade.

Agora que sabemos por que a capacidade de uma bateria de íons de lítio diminui, podemos tentar entender o que acontece dentro da bateria quando ela é carregada rapidamente.

O carregamento rápido usa uma corrente de alta tensão para carregar a bateria. Os íons de lítio são puxados do cátodo com maior força e são movidos para o ânodo quando carregados. Isso causa rachaduras no cátodo e também gera dendritos nos eletrodos. Devido a essas rachaduras e ao acúmulo de dendritos, a capacidade das células de íons de lítio diminui e também aumenta a resistência da bateria.

A resistência interna de uma bateria aumenta quando ela é carregada rapidamente. Devido a este aumento da resistência e à alta entrada de corrente durante o carregamento rápido, é gerado calor excessivo no interior das baterias. Esta alta temperatura reduz a capacidade das baterias de íons de lítio.

Quando uma bateria de íons de lítio é carregada rapidamente usando altas correntes em baixas temperaturas, ocorre um fenômeno conhecido como revestimento de lítio no ânodo. Devido a isso, os átomos de lítio não se intercalam dentro do ânodo. Isso resulta em metal de lítio inerte (que não pode gerar eletricidade) na superfície dos eletrodos.