A primeira bateria, ou como foi denominada “Pilha Voltaica”, foi criada em 1800 por Alessandro Volta, portanto surgiu muito antes dos primeiros automóveis. Composta por discos alternados de zinco e cobre imersos em solução salina produzia uma corrente contínua. A pilha tinha uma vida útil é curta, de baixa densidade de energia e não era recarregável.
Posteriormente, em 1859, o cientista francês Gaston Planté inventou a primeira bateria de chumbo-ácido recarregável. Sim é a mesma tecnologia que continua sendo utilizada nos veículos a combustão atuais. As baterias se tornaram indispensáveis nos veículos a partir do lançamento do motor de partida elétrico em 1912 pela Cadilac, dispensando assim a famosa manivela de partida. Este tipo de bateria apresenta uma elevada taxa de reciclabilidade superior a 95%.
Largamente utilizada durante décadas, com aplicação veicular e estacionária, foi a tecnologia mais usada pelo setor automotivo. Esta bateria é composta por placas de chumbo e uma solução de ácido sulfúrico, produzindo energia elétrica.
A tecnologia evoluiu com o passar dos anos, surgindo melhorias técnicas como:
- Baterias seladas, que dispensam manutenção;
- Maior durabilidade, com menos corrosão e vazamentos;
- Modelos mais modernos, como AGM (Absorbent Glass Mat) e EFB (Enhanced Flooded Battery), com design mais robusto, para aplicação em veículos com start-stop.
Em 1899, foi criada a bateria de Níquel-Cádmio (NiCd), que era recarregável, com vida mais longa que as de chumbo-ácido, porém com baixa taxa de reciclabilidade e com elevados riscos ambientais devido ao cádmio.
A tecnologia da bateria Níquel-Hidreto Metálico (NiMH) foi desenvolvida em 1980, e foi utilizada pela primeira geração de veículos híbridos, por exemplo pelo Toyota Prius. Estas baterias eram mais seguras que as Níquel-Cádmio e apresentavam maior capacidade de carga, mas com menor densidade energética que as baterias de íon-lítio e autodescarga elevada. A bateria é reciclável, mas ainda menos eficiente que a tecnologia de chumbo-ácido.
A bateria de Íons de Lítio, usadas atualmente, foi desenvolvida a partir do trabalho de três cientistas, que contribuíram em diferentes fases do desenvolvimento:
- Stanley Whittingha (UK/USA): nos anos 1970, desenvolveu a primeira bateria de lítio funcional usando dissulfeto de titânio como cátodo e lítio metálico como ânodo. A bateria era instável e perigosa, pois o lítio metálico podia pegar fogo.
- John B. Goodenough (USA): em 1980, desenvolveu o cátodo de óxido de cobalto e lítio (LiCoO₂), que contribuiu para o aumento significativo da densidade energética das baterias;
- Akira Yoshino (Japão): em 1985, o cientista substituiu o lítio metálico por material de carbono (petróleo coque) no ânodo, tornando a bateria muito mais estável, segura e comercialmente viável.
Assim, o resultado das pesquisas destes três senhores é a base das baterias de íons de lítio modernas, usadas hoje em diversas aplicações de produtos eletroeletrônicos, veículos eletrificados e sistemas de armazenamentos de energia.
Estas baterias são mais leves e tem como principais características a alta densidade de energia, reduzida taxa de autodescarga e ciclos de carga mais eficientes. Como desvantagens podemos apontar o custo ainda elevado, porém em contínua queda, e a sensibilidade a sobrecargas que nas aplicações veiculares são monitoradas e controladas pelo Sistema de Gerenciamento da Bateria (BMS). Os veículos elétricos e híbridos e os carregadores veiculares possuem sistemas de proteção que monitoram continuamente o estado da bateria.
Pelo aspecto ambiental, esta bateria tem alta taxa de reciclabilidade chegando a 96%, e já existem no Brasil empresas especializadas na reciclagem das baterias de íons de lítio.
Abaixo estão os principais tipos de baterias de íons de lítio (Li-ion) usados atualmente em veículos elétricos (VEs), sendo que cada uma tem sua própria combinação de materiais que impacta diretamente na densidade energética, custo, segurança, autonomia e vida útil:
Atualmente novas tecnologias de baterias estão sendo desenvolvidas, com foco em novos matérias, como o grafeno, e na reciclabilidade total das baterias.
Dentre as novidades que serão lançadas nos próximos anos para aplicação em veículos elétricos e híbridos, gostaria de destacar duas novas tecnologias:
- Baterias de Estado Sólido:
Esta bateria utiliza um eletrólito sólido no lugar do líquido, são mais seguras, menos inflamáveis e com maior densidade energética. Além disso, elas carregam mais rápido, possibilitando a recarga de um veículo elétrico em apenas 5 ou 10 minutos, e têm maior autonomia.
Apesar de ter ainda um custo elevado e alguns desafios de fabricação, empresas como Toyota, Ford, VW, Nissan e BMW já estão investindo nessa inovação, e prometem lançar veículos com baterias de estado sólido já a partir de 2026 e 2027. Estas baterias deverão ser amplamente utilizadas a partir de 2030.
- Baterias de Lítio-Enxofre e de Sódio:
- Lítio-Enxofre: apresenta densidades muito superiores, mas sofre com degradação rápida;
- Sódio-íon: esta promete ser a alternativa mais barata e abundante, ideal para aplicações estacionárias ou veículos de curta distância.
Conclusão
A história das baterias é uma história de evolução constante, e foi o avanço da tecnologia que contribuiu para tornar os veículos elétricos uma realidade viável e promissora.
Os desenvolvimentos continuam a todo vapor, e a busca agora se concentra em melhorar a segurança, reduzir o custo, aumentar a densidade energética, autonomia e garantir um ciclo de vida sustentável por meio da reciclagem completa e eficiente.
Com os avanços em baterias de estado sólido e o aumento da consciência ambiental, sem dúvida futuro a mobilidade elétrica é muito promissor.
Gostaria de destacar que as baterias modernas estão alavancando novas tecnologias como drones, sistemas de armazenamento de energia em usinas fotovoltaicas e mesmo sua utilização residencial prevenindo contra quedas do sistema elétrico ou utilizadas também para trade de energia ao longo do dia.
Sem dúvida um futuro brilhante e promissor!
