Pesquisadores da Universidade de Michigan desenvolveram um sistema de gerenciamento térmico capaz de estender em até duas vezes a vida útil de baterias de lítio que combinam silício e grafite, usadas em veículos elétricos. O estudo, publicado na revista Joule, propõe ajustes dinâmicos de temperatura de acordo com o estado interno das células, reduzindo o desgaste natural desses componentes.
O protótipo integra-se ao veículo e aproveita dados de carga já coletados durante o uso normal. A partir dessa leitura, o sistema identifica os momentos em que o silício – material que armazena até dez vezes mais íons de lítio que o grafite – sofre maior desgaste. Em seguida, ele aquece ou resfria a bateria conforme a predominância de cada material, minimizando a degradação ao longo dos ciclos de carga e descarga.
Sistema adapta temperatura conforme comportamento interno
A pesquisa revelou que o ponto de atuação crítica do silício varia entre 33% e 73% do estado de carga, dependendo do padrão de uso do veículo. Essa oscilação afeta a estratégia de controle ideal. Segundo a doutoranda Zhiwen Wan, responsável pelo trabalho, “materiais avançados de bateria só entregarão seu valor total se conseguirmos gerenciá-los de forma inteligente depois que forem incorporados a produtos reais”.
Os testes mostraram que, durante a recarga lenta em المنزل ou em pontos públicos de menor potência, o silício pode expandir até 300%, ocasionando fissuras e perda de material ativo. Além disso, foi constatado que temperaturas elevadas melhoram o desempenho quando o veículo está em uso, mas aceleram o envelhecimento em repouso. Para a coautora sênior Anna Stefanopoulou, “os sistemas de gerenciamento de baterias hoje frequentemente usam limites fixos de tensão, carga e temperatura. O nosso trabalho abre caminho para sistemas de diagnóstico ativo”.
O projeto contou com a participação da General Motors, do Imperial College London e recebeu financiamento da National Science Foundation. O engenheiro Jason Siegel destaca a importância do controle seletivo: “a temperatura precisa ser aplicada de forma seletiva”. A estratégia desenvolvida aquece a bateria nos momentos de maior atividade do silício e resfria o conjunto quando o grafite predomina ou quando o veículo está parado.
Imagem: Kamonwan Wankaew – Shutterstock
Com essa abordagem, os pesquisadores apontam a possibilidade de dobrar a vida útil de baterias de carros elétricos, contribuindo para a redução de custos de manutenção e ampliando a sustentabilidade desse tipo de transporte.
Com informações de Olhardigital
