Conheça os principais tipos de baterias para carros elétricos e quais as tecnologias mais utilizadas no mercado da mobilidade elétrica.

As baterias de carros elétricos são o coração destes veículos, responsáveis pela sua autonomia e desempenho. Neste artigo, exploramos os diferentes tipos de baterias disponíveis no mercado, analisando as suas principais características, impacto ambiental e como avaliar o estado de uma bateria usada.

Em que consistem as baterias de carros elétricos?

As baterias de carros elétricos são compostas por múltiplas células que armazenam a energia elétrica para alimentar o motor do veículo. Desenvolvidas com tecnologias avançadas, estas baterias garantem uma alta capacidade energética, permitindo maior autonomia e desempenho, ou seja, são desenvolvidas para reterem elevadas quantidades de energia, mesmo após centenas ou milhares de ciclos de carregamento.

Habitualmente, estas células encontram-se arrumadas debaixo do habitáculo dos carros elétricos (entre os eixos do automóvel) e a sua capacidade de armazenamento é medida em kWh (quilowatts hora).

Este é o elemento crucial de um carro elétrico e, consequentemente, o mais caro. As baterias estão em constante desenvolvimento tecnológico, especialmente para que a sua capacidade possa continuar a aumentar.

Como funcionam?

O funcionamento da bateria de um carro elétrico ocorre do seguinte modo: a energia é gerada por reações químicas dentro das células e transferida para o motor elétrico para impulsionar o veículo. Ao carregar num posto de carregamento, a energia transferida para a bateria faz com que os eletrões viajem do polo positivo para o negativo. Posteriormente, quando o condutor carrega no acelerador, os eletrões passam do polo negativo para o polo positivo e é este mecanismo que gera a corrente elétrica que é transferida ao motor do carro.

Muitos modelos modernos incluem já uma tecnologia de regeneração que reaproveita a energia durante a travagem. Isto é, a travagem recupera a energia que seria perdida nas pastilhas dos travões e armazena-a na bateria.

Tipos e características das baterias para carros elétricos

Existem vários tipos de carros elétricos e diferentes tipos de baterias utilizadas nestes veículos. Cada uma com vantagens e desvantagens específicas. Ora veja.

Baterias de Iões de Lítio (Li-Ion)

São as baterias mais comuns também em smartphones ou computadores e possuem um eletrólito líquido rico em lítio para facilitar o movimento dos iões. Têm uma alta densidade energética, ou seja, uma elevada quantidade de energia armazenada por quilograma da bateria (até 500 Wh/kg), o que significa uma maior autonomia.

• Vantagens: leves, autonomia considerável e de carregamento rápido (até 80% em 30 minutos). Costumam ter ainda um bom tempo de vida (até 2 mil ciclos).
• Desvantagens: custo mais alto e sensibilidade a temperaturas extremas (sejam elas altas ou baixas). As altas aceleram a degradação da bateria, reduzindo a vida útil e com risco de incêndio em caso extremo. As baixas, por sua vez, reduzem a eficiência e capacidade da bateria, impactando a autonomia. 

Baterias de Lítio Ferro Fosfato (LFP)

São uma variação das anteriores. Também usam o eletrólito líquido, mas proporcionam uma maior segurança por possuírem mais estabilidade térmica e química. Por estas razões, são também muito usadas em sistemas de armazenamento de energia solar.

• Vantagens: estas baterias em concreto possuem uma maior estabilidade térmica. No entanto, importa notar que os problemas da exposição a temperaturas extremas (altas ou baixas) mantêm-se. Como outra vantagem, estas baterias também têm mais ciclos de vida face às baterias antes indicadas (até 7 mil ciclos).
• Desvantagens: menor densidade energética e tempo de carregamento mais lento (até 1 hora para 80%). São mais pesadas do que as baterias de iões de lítio e apesar de lidarem melhor com o calor, são mais sensíveis ao frio.

Baterias de Estado Sólido

São apontadas como uma tecnologia promissora que pode revolucionar o universo das baterias no futuro. Em vez do eletrólito líquido, possuem um eletrólito sólido (de cerâmica, por exemplo). Com alta densidade energética, conforme começamos por mencionar, ainda são uma promessa.

• Vantagens: altíssima densidade energética (poderá ser maior do que 500 Wh/kg) e maior segurança, pois pretende-se eliminar com estas baterias o risco de vazamento e combustão. Poderão ter ainda vidas mais longas (até 10 mil ciclos), carregamentos muito rápidos e suportar melhor as temperaturas extremas.
• Desvantagens: tecnologia ainda em desenvolvimento e custo elevado.

Impacto ambiental das baterias elétricas

O impacto ambiental das baterias elétricas encontra-se sobretudo assente na extração de matérias-primas, como o lítio e outros componentes, utilizados no seu fabrico. No entanto, durante a sua utilização, os carros elétricos produzem zero emissões, compensando a pegada inicial.

Adicionalmente, no fim da sua vida útil nos carros elétricos, as baterias podem ser reutilizadas. A forma mais comum é a sua utilização enquanto baterias estacionárias: ligadas a sistemas de produção de energia solar, podem fazer o armazenamento dessa energia em casas e empresas.

E também podem ser recicladas - na Europa, este processo está em crescimento (e implica infraestruturas específicas, sendo ainda algo caro e pouco eficiente) e é feito essencialmente na Bélgica e Alemanha, onde é possível remover 95 % da matéria-prima para que seja utilizada novamente em aparelhos elétricos e eletrónicos.

Como avaliar a condição de uma bateria?

Avaliar o estado da bateria é essencial. Além de confirmar a garantia dada pelo fabricante, o parâmetro-chave é o SoH (State of Health), que mede a capacidade atual em comparação com a original. Um SoH de 90 %, por exemplo, significa que a bateria apresenta no momento 90 % da sua capacidade original. Por norma, esta certificação é feita por empresas independentes.

A análise de alguns testes e dados podem verificar também os ciclos de carga e possíveis danos físicos:

1. Verifique o estado da bateria: pode fazê-lo observando a autonomia máxima do carro, isto é, a autonomia que o carro mantém quando tem 100 % da carga. Depois, compare essa autonomia com aquela que o carro teria quando novo. Isto deve dar uma boa ideia do estado da bateria, ainda que com uma limitação - este é um valor influenciado pelo tipo de condução recente e caso a bateria não tenha completado um ciclo de carga-descarga. Adicionalmente, também ter em conta a velocidade de carregamento como um indicador da condição da bateria. Ou seja, se a bateria demora significativamente mais tempo a carregar do que antes, isto pode querer dizer que está a perder eficiência.

2. Avalie os problemas de desempenho: se o veículo já não responder a acelerações rápidas, conforme fazia inicialmente, isto poderá ser um indício de degradação da bateria. Em paralelo, outros problemas como sobreaquecimento também podem levantar as suspeitas de que algo não está bem.

3. Leia os dados internos: ligue-se à rede de dados do veículo para aceder a informações como o número de ciclos de carga a que a bateria foi sujeita ou o SoH calculado pelo próprio. Note que estes dados podem ser otimistas por defeito e a verificação do estado da bateria não deve ser feita apenas com base neles.

4. Teste em funcionamento: este teste, feito por especialistas, pode ser dispendioso, mas por outro lado, será capaz de lhe dar informações precisas sobre o estado da bateria e a probabilidade de futuros problemas. Durante este teste, são extraídos dados no arranque do carro, mas também nos ciclos de carga e descarga.

5. Inspeção física da bateria: implica levantar o carro e verificar eventuais degradações físicas da bateria devido a impactos, má manutenção ou inundação. Os danos físicos ou sinais de adulteração são alertas.

Se já tem carro elétrico, para o carregamento, a tarefa está facilitada: a EDP oferece soluções completas para carregamento doméstico e público, promovendo a eficiência e a durabilidade das baterias.