Varia de fabricante para fabricante, a bateria se tornou o motor e o câmbio dos carros convencionais a combustão, mencionou recentemente o chefe da Porsche, e dessa forma podemos entender que o motor e o câmbio de um veículo a combustão, como Fusca, são bem diferentes de um Porsche, idem para packs de bateria.
Antes de explicar a composição, vale dizer que as baterias são compostas por células ou pilhas muito parecidas, em vários casos com o formato cilíndrico de pilhas de controle remoto de televisão, um monte de pilhas dessas juntas formam um módulo, e um monte de módulos juntos forma um pacote ou pack de baterias. Quando falarmos de composição vamos estabelecer que estamos falando do percentual da célula e não do modulo ou do pack.

1 - Ânodo (eletrodo negativo) – material: geralmente composto por grafite. Percentual de peso: cerca de 5% a 15% do peso total da célula.

2 - Cátodo (eletrodo positivo) – material ou química da bateria pode variar dependendo do tipo específico de célula Li-íon. Por exemplo, o cátodo pode ser feito de óxido de cobalto (LiCoO2), óxido de níquel-manganês-cobalto (NMC), fosfato de ferro-lítio (LFP), entre outros. Percentual de peso: aproximadamente 20% a 40% do peso total da célula.

3 - Eletrólito – nas baterias de íon de lítio convencionais: o eletrólito líquido é composto por solventes orgânicos e um sal de lítio, como LiPF6. Percentual de peso: cerca de 20% a 40% do peso total da célula.

4 - Separador – material: geralmente um polímero poroso, como polietileno ou polipropileno. Percentual de peso: cerca de 1% a 3% do peso total da célula.

5 - Revestimento e embalagem – material: liga de alumínio ou outros materiais para revestir e embalar a célula. Percentual de peso: varia, mas geralmente é uma porcentagem pequena do peso total da célula, talvez 1% ou menos.

Para as baterias de estado sólido isso muda um pouco.

1 - Ânodo (eletrodo negativo) – material: pode variar, pode ser grafite ou outros materiais, como lítio metálico, silício, ou materiais compostos.

2 - Cátodo (eletrodo positivo) – material: pode ser semelhante aos usados em baterias de íon de lítio convencionais, como óxido de cobalto, óxido de níquel-manganês-cobalto, fosfato de ferro-lítio, entre outros.

3 - Eletrólito – material: em baterias de estado sólido, o eletrólito é geralmente um material sólido, como um polímero condutor de íons, um eletrólito cerâmico ou um material polimérico sólido dopado com sais de lítio.

4 - Separador – nas baterias de estado sólido, um separador pode ser necessário para manter a separação física entre o ânodo e o cátodo. No entanto, em algumas configurações, o eletrólito sólido pode servir como seu próprio separador.

5 - Revestimento e embalagem – o revestimento e a embalagem podem ser semelhantes aos usados em baterias de íon de lítio convencionais, embora possam ser adaptados para acomodar as características específicas das baterias de estado sólido.

Vamos esquecer as químicas NMC e NCA e tomar como exemplo as baterias da química LFP que são as que estão dominando o mercado. Uma LFP – Lítio Fosfato de Ferro de eletrólito líquido podem durar de 2 mil a 5 mil ciclos ou até mesmo mais como 6 mil ciclos, a depender do fabricante e da estratégia da marca automotiva que está demandando aquela bateria. Nas de estado sólido, espera-se chegar a uma vida de 10 mil ciclos, mas é difícil dizer pois elas não estão sendo produzidas em massa, e uma coisa é um protótipo outra coisa é produção em massa. Será possível sair da média de 200 Wh/kg e chegar a uma densidade de 1000 Wh/kg com 10 mil ciclos? Muita gente já acha que não vale a pena, pois a convencional com anodo de silício pode chegar lá com mais confiabilidade e um histórico de produção em massa de décadas, porém os chineses recentemente se reuniram para criar um consórcio nacional de investigação profunda de baterias de estado sólido e ter certeza qual caminho tomar para continuar na absoluta liderança da tecnologia de baterias para veículos elétricos.

Fonte: https://asia.nikkei.com/Business/Technology/CATL-BYD-others-unite-in-China-for-solid-state-battery-breakthrough

O que é um ciclo? Uma carga e descarga completa. Se você opera entre 20% e 80% da bateria, esse ciclo foi de 60% do ciclo e a bateria, que duraria 5 mil ciclos, passa a ter 40% mais ciclos e chega a 7 mil ciclos. Para melhorar, se você usa a bateria entre 20 e 80% da carga a vida pode aumentar em até 90% e aí adicionaríamos mais 5400 ciclos aos 7 mil ciclos. Se para cada ciclo se roda 400 km, 3 mil ciclos resultam em 1,2 milhão km.

Pode-se trocar o módulo ou o pack inteiro.

Sim, a reciclagem sempre é possível. As baterias de estado sólido têm uma estrutura diferente do eletrólito e podem exigir métodos de separação específicos. No entanto, os princípios básicos de reciclagem ainda se aplicam e o objetivo final é recuperar materiais valiosos e minimizar o impacto ambiental dos resíduos de bateria. Já tem no Brasil inclusive.

Desmontagem: As baterias são desmontadas e os componentes individuais, como os eletrodos, o eletrólito e os materiais do invólucro, são separados.

Trituração: Os componentes separados são então triturados para reduzi-los a um tamanho mais gerenciável e para facilitar a separação dos materiais.

Separação de materiais: Processos mecânicos e/ou químicos são utilizados para separar os diferentes materiais, tais como metais (como cobalto, níquel, alumínio) dos eletrodos e materiais do invólucro, assim como a separação do eletrólito.

Recuperação de materiais: Os materiais separados, como metais e outros compostos, são recuperados e podem ser reutilizados na produção de novas baterias ou em outros processos industriais.

Tratamento de resíduos: Quaisquer resíduos ou materiais não aproveitáveis são tratados e descartados de forma segura e ambientalmente responsável, de acordo com as regulamentações locais e ambientais.

Depende da estratégia de cada fabricante e de seu acordo com o fabricante da bateria. No pior dos casos, nos extremos da curva de Gauss pode custar 50% do valor do carro. Para o cliente arcar com essa despesa, ele precisa ter deixado de fazer as revisões periódicas do veículo que comprou. Considerando que a garantia das baterias pode chegar a 10 anos e que clientes de carros a combustão já não deixam de fazer a revisão de seus carros na concessionária no período de garantia, a chance de um evento como esse é próxima de zero. A BMW dá dois anos de garantia em seus carros 0 km a combustão, isso significa que após dois anos o carro está condenado? Claro que não. O mesmo ocorre com garantias de 5, 8 ou 10 anos em baterias de veículos elétricos.

As colisões em carros elétricos podem resultar em incêndios, mas a probabilidade é significativamente menor em comparação com veículos a combustão. Estatísticas mostram que incêndios são mais raros em carros elétricos, sendo cerca de 60 vezes menos prováveis. Incêndios de bateria de íon de lítio, embora possam ocorrer, não causam explosões massivas.

A abordagem correta para combater esses incêndios pode envolver o uso de grandes quantidades de água para resfriar as baterias. Extintores regulares não são apropriados, e a manipulação do lítio em presença de água deve ser cuidadosa devido à formação de hidrogênio inflamável.

As colisões em carros elétricos podem eventualmente resultar em explosões, porém a chance é muito menor do que nos carros a combustão.

Nos EUA, para cada 100 mil veículos vendidos há 1.529,9 incêndios em carros a combustão contra 25,1 em veículos 100% elétricos.

A probabilidade de incêndio em carro elétrico é 60 vezes menor do que no carro a combustão. Dos cerca de 6 milhões de acidentes anuais com carros nos EUA, apenas 3% resultam em incêndio, e apenas cerca de 5% dos incêndios em carros resultam de uma colisão. Carros elétricos são praticamente impossíveis de capotar pois as baterias pesadas ficam na parte inferior do veículo.

"Isso é o que acontece quando carros elétricos colidem. Há várias explosões à medida que as baterias de íon de lítio para serviço pesado explodem em cada compartimento. Um incêndio de lítio é um incêndio de Classe D que requer um extintor de incêndio especializado. Extintores regulares destinados a incêndios de Classe A, B e C (como água, espuma, pó químico seco, dióxido de carbono e agente limpo) não podem e não devem ser usados em incêndios de Classe D, pois irão piorar o incêndio em vez de apagá-lo, e eles podem até ferir fatalmente o usuário. Os vapores dos incêndios de lítio são tóxicos".

A água e o lítio podem reagir para liberar hidrogênio gasoso, que é inflamável. O lítio é um metal altamente reativo, e quando entra em contato com a água pode ocorrer uma reação química que produz hidrogênio gasoso. A reação é a seguinte:

2Li(s) + 2H2O(l) -> 2LiOH(aq) + H2(g)

Nessa reação, o lítio reage com a água para formar hidróxido de lítio (LiOH) e hidrogênio (H2) gasoso. O hidrogênio é inflamável e pode formar uma mistura explosiva com o ar se estiver em concentrações adequadas. Portanto, o manuseio do lítio em presença de água deve ser feito com cuidado, especialmente em ambientes onde haja risco de acumulação de hidrogênio gasoso.

Os dados são do https://www.bts.gov/Transportation e https://www.ntsb.gov/Pages/home.aspx compilados por https://www.autoinsuranceez.com/