O que acontece quando o pack de baterias de um carro elétrico morre?

Quando os automóveis elétricos modernos chegaram ao mercado, o pack de baterias que alimentava o motor era mais pequeno e menos eficiente do que os atuais.

O Nissan LEAF, por exemplo, foi lançado com um pack de baterias de 24 kWh em 2010. Os automóveis elétricos atuais são muito mais avançados. Embora as baterias sejam semelhantes em tamanho, a densidade energética das baterias modernas é maior, permitindo que os veículos tenham uma maior autonomia.

Pack de baterias

Falamos de packs de baterias e não apenas de baterias porque isso é um erro. O pack de baterias de um veículo elétrico é composto por muitas baterias individuais agrupadas em módulos ou diretamente no pack. Não são muito diferentes das que se encontram na parte de trás do seu smartphone ou portátil, exceto que são maiores, mais duráveis e foram concebidas para suportar temperaturas mais elevadas.

Tal como num smartphone, o pack de baterias de um automóvel perde capacidade e acaba por chegar ao fim da sua vida útil. Fabricantes como a Tesla afirmam que eles podem durar entre 10 e 20 anos, o que seria equivalente ao tempo de vida de um automóvel. Se os modelos clássicos pudessem falar, provavelmente zombariam destas afirmações, especialmente os que têm mais de 100 anos.

Mas o que acontece quando um pack de baterias de carro elétrico chega ao fim do seu ciclo de vida? Vejamos como eles são feitos, que materiais são utilizados e como o pack pode ser reciclado e reutilizado.

De que é feito o pack de baterias de um automóvel elétrico?

A grande maioria dos carros elétricos utiliza baterias de iões de lítio, que têm quatro componentes principais: cátodo, ânodo, eletrólito e separador.

Estes componentes permitem a ocorrência de reações eletroquímicas no interior da bateria, criando o fornecimento de energia que é enviada para o motor elétrico que faz mover as rodas.

De que é feito o pack de baterias de um automóvel elétrico?

As baterias utilizadas nos packs podem ser de vários tipos. As mais comuns são as baterias ternárias, que utilizam três metais na composição dos seus cátodos. O níquel, o manganês e o cobalto constituem os cátodos NMC. Existem também os de níquel, cobalto e alumínio, ou NCA. Apesar da sua maior densidade energética, estas baterias são consideradas mais suscetíveis de se incendiarem.

As baterias de lítio e fosfato de ferro, ou LFP, têm uma densidade energética inferior, mas são consideradas mais duradouras e seguras. As baterias de sódio também estão a ser consideradas para carros elétricos baratos. As baterias de estado sólido, que utilizam eletrólitos sólidos, estão também a ser desenvolvidas.

De que é feito pack de baterias de um automóvel elétrico?

Um BMW i4, por exemplo, utiliza um pack de 83,9 kWh. Este é composto por quatro módulos com 72 células prismáticas e três módulos com 12 células prismáticas.

A Tesla optou por utilizar células cilíndricas porque são mais fáceis de fabricar e, por conseguinte, mais baratas.

Quanto tempo dura o pack de baterias de um veículo elétrico?

Os automóveis elétricos são muito recentes. Os mais antigos completam 14 anos em 2024, o que não dá uma ideia exata da duração dos packs de baterias destes automóveis. A expetativa é que durem entre 10 e 20 anos. Fabricantes como a Tesla oferecem uma garantia de 160.000 quilómetros.

O facto é que muitos automóveis elétricos já ultrapassaram largamente o período de garantia. Quando precisam de uma nova bateria, os preços podem ultrapassar os 20.000 dólares, o que provocou um debate aceso sobre a viabilidade do atual modelo de automóvel elétrico. Se a bateria chegar ao fim da sua vida útil, o resto do automóvel ainda pode estar em boas condições, mas a sua reparação pode não ser financeiramente compensadora.

Quanto tempo dura o pack de baterias de um veículo elétrico?

As baterias, por definição, precisam de ser substituídas de tempos a tempos. A estrutura química que lhes permite armazenar energia degrada-se e perde desempenho ao longo do tempo. Estima-se que um pack para uso em automóveis perca cerca de 2% da sua capacidade todos os anos.

Embora a degradação da bateria não afete o desempenho de um automóvel elétrico, reduz sua autonomia.

Existe alguma forma de preservar o pack de baterias?

Depende do tipo de baterias que o seu automóvel elétrico utiliza. As baterias ternárias não gostam de extremos. É em parte por isso que falamos de carregamentos rápidos de 10% a 80% da capacidade: isso minimiza a degradação. As baterias ternárias também carregam mais depressa se não estiverem nem quase completamente descarregadas nem quase completamente carregadas.

As baterias LFP duram mais tempo se forem frequentemente carregadas até ao limite, mas também demoram mais tempo a carregar nos extremos.

Os carregadores rápidos exigem muito mais das baterias de todos os tipos. O carregamento a velocidades mais baixas — por exemplo, com um carregador doméstico de 7 kW — é melhor para a saúde do pack.

Qual é o impacto ambiental da produção de baterias para veículos elétricos?

Os metais preciosos necessários para fabricar uma bateria de automóvel são frequentemente extraídos por meio de processos complexos e dispendiosos, e a extração de materiais como o lítio e o cobalto tem uma série de impactos ambientais.

Qual é o impacto ambiental da produção de baterias para veículos elétricos?

A extração de lítio é um processo intensivo em água e estima-se que são necessários dois milhões de toneladas de água para extrair uma tonelada de lítio, de acordo com um estudo da ONU.

De facto, em locais como o Chile, onde o lítio é extraído regularmente, mais de metade da água da região é utilizada para a extração de lítio.

Qual é o impacto ambiental da produção de baterias para veículos elétricos?

A extração de metais como o níquel e o cobalto também tem uma série de impactos. Na República Democrática do Congo, onde são extraídas diariamente enormes quantidades de cobalto, os ecossistemas foram destruídos, os solos degradados e a poluição do ar e da água aumentou consideravelmente. Muitas minas também recorrem ao trabalho infantil.

As minas de níquel foram encerradas nas Filipinas, numa tentativa de atenuar os danos ambientais causados pelo processo.

Qual é o impacto ambiental da produção de baterias para veículos elétricos?

Todo o processo de fabrico de veículos elétricos também gera grandes quantidades de dióxido de carbono. A Polestar revelou que a produção de uma unidade do Polestar 2 gera 24 toneladas de CO2e (equivalentes de CO2), enquanto um Volvo XC40 com um motor de combustão gera 14 toneladas de CO2e durante a produção.

Obviamente, quando um veículo elétrico sai da fábrica, não produz emissões de escape, ao passo que um veículo a gasolina ou a gasóleo continua a produzir CO2. No entanto, é de notar que um carro elétrico tem de percorrer uma distância considerável para compensar as emissões produzidas durante a produção.

O pack de baterias de um carro elétrico pode ser reciclado?

A boa notícia é que a maioria dos materiais utilizados para criar baterias de iões de lítio pode ser reciclada. Os fabricantes de veículos podem recuperar até 90% de metais como o lítio, o níquel, o cobalto e o manganês. Uma vez reciclados, podem ser reutilizados na produção de baterias, o que, em teoria, evita os danos ambientais de sua obtenção.

O processo de reciclagem em si é complicado: as baterias têm de estar totalmente descarregadas para evitar choques elétricos ao desmontar o conjunto. Os packs são depois triturados para separar os materiais no seu interior.

A reciclagem é a única forma de reutilização?

Para além dos materiais, as células individuais podem ser utilizadas para outros fins. São consideradas inúteis nos automóveis quando restam apenas 70% da sua capacidade original, mas continuam a ser úteis noutras aplicações. A Jaguar, por exemplo, estabeleceu uma parceria com o fabricante de geradores Pramac para desenvolver uma unidade portátil de armazenamento de energia alimentada por baterias de segunda vida do I-Pace.

A reciclagem é a única forma de reutilização?

A Nissan também está a reutilizar packs antigos do LEAF e a utilizar as baterias que os compõem para criar pacotes de energia portáteis que podem ser utilizados para alimentar pequenos dispositivos e aparelhos.

Porque é tão importante reciclar as baterias dos veículos elétricos?

Como já foi referido, a extração de matérias-primas como o níquel, o cobalto e o lítio é prejudicial para o ambiente, dispendiosa e complexa.

Reciclar uma bateria e utilizar os seus materiais e baterias para outro fim reduzirá a necessidade de novas matérias-primas. E a reciclagem de baterias não só repõe os materiais na cadeia de abastecimento, como também reduz o impacto no ambiente, uma vez que são enviadas menos baterias para aterros.

Porque é tão importante reciclar as baterias dos veículos elétricos?

Os governos e as organizações internacionais reconhecem a importância da reciclagem de baterias e introduziram novos regulamentos para as tornar mais sustentáveis.

A União Europeia, por exemplo, anunciou no ano passado que, a partir de 2027, os fabricantes de baterias para veículos elétricos terão de recuperar 90% do níquel e do cobalto utilizados no seu interior e até 95% a partir de 2031.

Os fabricantes terão também de recuperar 50% do lítio utilizado a partir de 2027, aumentando para 80% até 2031.