Ponto de vista: a raça está evitando uma crise de fornecimento de bateria EV
A disponibilidade reduzida dessas matérias-primas necessárias, combinadas com a crescente preocupação com os riscos geopolíticos e às vezes repugnados associados a adquiri-los de minas em países que enfrentam desafios socioeconômicos e ambientais, está impulsionando a busca de químicas alternativas de bateria.
Enquanto o lítio está amplamente disponível na crosta terrestre, a recente produção global de impulsionamentos para o veículo elétrico da bateria (BEV) causou uma demanda por essa matéria -prima subir e os preços aumentaram exponencialmente. Em 2015, apenas 30% da demanda de lítio era de baterias, mas até 2030, espera -se que isso tenha aumentado para 95%.
Um relatório publicado recentemente pelo Advanced Propulsion Center UK concluiu que um modesto déficit global de lítio é provável em 2025, aumentando significativamente até 2030. Se as minas atuais não conseguirem atender à demanda global, os fabricantes de baterias não poderão obter o lítio do lítio Eles precisam, potencialmente interrompendo a produção de BEV e impedindo que as metas de emissões de zero líquidas sejam atendidas. Criar novas minas é uma opção, mas isso levaria anos.
O lítio de fornecimento não é o único problema, níquel e cobalto também estão em falta. Questões em torno das práticas usadas para extrair esses minerais específicos também são uma consideração importante para os fabricantes de carros. A Tesla estabeleceu recentemente sua estratégia para o fornecimento de minerais diretamente das minas em uma tentativa de garantir suprimentos e ficar de olho nos padrões de qualidade e éticos.
O percurso
Em uma corrida para evitar uma crise de suprimentos na rota para a eletrificação, os fabricantes de carros estão explorando o potencial de químicas alternativas de bateria. A Tesla está usando baterias de fosfato de ferro de lítio (LFP) para o seu modelo 3 e outros intervalos padrão. Embora as baterias LFP tenham menor densidade de energia, as características de carregamento e segurança são melhores que as contrapartes baseadas em níquel e se beneficiam de uma vida útil mais longa.
Outras químicas de bateria atualmente em desenvolvimento incluem baterias de grafeno, que podem substituir a necessidade de baterias de íons de lítio no futuro. Para os fabricantes de baterias, o grafeno tem várias vantagens sobre as químicas de íons de lítio existentes, incluindo tempos de recarga mais rápidos, mais resistência ao desgaste, segurança aprimorada e uma vida útil mais longa. A principal desvantagem atualmente é o custo, embora isso possa reduzir no futuro. A fabricante chinesa de carros, GAC, foi o primeiro a comercializar com uma bateria de grafeno em seu SUV totalmente elétrico, o Aion V, que foi produzido no ano passado.
As baterias de estado sólido (ASSTBs) também são o foco de uma grande quantidade de atividades de inovação e atividade de arquivamento de patentes é intensa. Esta área de P&D foi descrita como o 'Santo Graal' para os fabricantes de baterias de VE, pelo menos no curto prazo, devido ao seu potencial de dobrar a densidade de energia de uma bateria padrão de íon de lítio. A tecnologia envolve a substituição do eletrólito líquido por eletrólito sólido, que, embora mais pesado, pode aumentar o desempenho da bateria e, principalmente para o motorista, aumentar o alcance do driving.
Os gigantes do arquivamento de patentes de íons de lítio, como Samsung, Panasonic, LG e Toyota, estão ativos nesse campo e pode-se esperar que continuem impulsionando a inovação de estado sólido. A Toyota, em particular, parece estar adotando a tecnologia de estado sólido e foi responsável por arquivar aproximadamente 15% de todos os pedidos de patentes relacionados à tecnologia de estado sólido no Escritório Europeu de Patente (EPO) no período de 2014 - 2018. Pensa -se que a produção de Assbs seja A apenas alguns anos, e a maioria dos fabricantes de automóveis já está trabalhando com parceiros de tecnologia para desenvolver essa tecnologia.
Embora ainda esteja para ser comercializado, outro corredor na corrida para evitar uma crise de fornecimento de bateria de EV é a tecnologia de íons de sódio. Apesar de serem semelhantes na construção das baterias de íons de lítio, as baterias de íons de sódio são potencialmente mais ecológicas, pois usam principalmente o cloreto de sódio, que é abundante no oceano e é relativamente fácil de acessar. Ao contrário das baterias de íon de lítio, elas não dependem de níquel, cobalto e manganês e, em vez disso, usam materiais amplamente disponíveis, como o azul prussiano, um sal ferrocianeto mais comumente usado como pigmento na tinta. A Tech Company, Natron, desenvolveu várias tecnologias de bateria de íons de sódio líder do setor e deve iniciar a produção em massa de seu produto comercial em 2023.
Rápido
A corrida para os VEs é a maior e mais rápida mudança que a indústria automotiva já viu e o nível de atividade de inovação direcionado a encontrar novas químicas de baterias é sem precedentes.
Os dados publicados pelo EPO confirmam que os registros de patentes para invenções de química de íons não-lítio estão aumentando constantemente. Ainda não está claro qual tecnologia se tornará dominante no futuro, mas é provável que o vencedor seja capaz de evitar uma crise de suprimentos enquanto oferece uma solução mais sustentável que oferece aos motoristas o desempenho que eles esperam.
Ben Palmer é sócio e advogado de patentes da empresa de propriedade intelectual européia, Withers & Rogers. Ele tem conhecimento especializado das tecnologias de bateria e da indústria de veículos elétricos.