Dentro de um laboratório testando o futuro das baterias EV

Apr 18, 2023

ANN ARBOR, Michigan - Dentro deste modesto prédio de tijolos no campus da Universidade de Michigan, os cientistas se concentram em resolver alguns dos maiores problemas com baterias de veículos elétricos - e tentar consertá-los antes que eles ameacem o rápido crescimento da indústria.

Os pesquisadores do "espaço do fabricante" de baterias foram inspirados por tudo, desde os tweets de Elon Musk até o problema frustrante das baterias de íon-lítio pegando fogo. Tornou-se um ponto quente para cientistas da academia e grandes montadoras como Ford Motor Co. e Mercedes-Benz usarem equipamentos de ponta para testar tecnologias experimentais e complexas de baterias antes de lançá-las para produção em larga escala.

O pequeno laboratório é um dos poucos centros que permite que quase qualquer cientista ou engenheiro de baterias teste as tecnologias mais recentes, dando a ele um papel de destaque na corrida tecnológica em torno de baterias avançadas para veículos elétricos que podem determinar se os EUA alcançarão o clima agressivo do governo Biden. metas e facilita o controle da China sobre as cadeias de abastecimento.

"Se você vai substituir todos os veículos na estrada [por] veículos elétricos, são muitas baterias. Faz sentido colocar sua tecnologia em um veículo", disse Greg Less, diretor do laboratório. "Mas você tem que andar antes de poder correr."

O design de baterias de VEs tornou-se uma preocupação comercial e política primordial com a implementação da Lei de Redução da Inflação, uma lei de US$ 369 bilhões destinada em parte a impulsionar a adoção de VEs, embora contenha requisitos rígidos para o fornecimento de minerais e peças para baterias.

Enquanto a maioria dos veículos elétricos hoje é alimentada por baterias de íon-lítio – uma tecnologia de décadas também usada em laptops e celulares – pesquisadores ligados à academia e empresas automotivas estão procurando maneiras de criar baterias ainda melhores. Eles querem aumentar a capacidade, acelerar o tempo de carregamento, cortar custos e usar os materiais mais ambientalmente e socialmente responsáveis ​​que puderem encontrar.

A localização do laboratório da Universidade de Michigan não é enganosa. Além da startup da Costa Oeste Tesla Inc. e do ecossistema que a empresa criou, Less diz que muitas empresas automobilísticas têm presença no sudeste de Michigan, como empresas automobilísticas com sede em Detroit, como Ford e General Motors Co. Benz e Hyundai Motor Co.

Escondido ao longo de uma rua tranquila e arborizada no campus da universidade, o laboratório de US$ 10 milhões fica em uma fileira de prédios perto da biblioteca do presidente Gerald Ford e de um museu que arquiva a vida e a obra do 38º presidente. A instalação é o resultado de uma colaboração entre a universidade, a Michigan Economic Development Corp. e a Ford, com o objetivo de projetar e construir protótipos de bateria mais rapidamente.

No interior, há 9.000 pés quadrados de espaço de pesquisa, incluindo o que Less chama de "prensa de macarrão gigante", uma máquina que reveste longas tiras metálicas com minerais processados ​​que acabarão por entrar em baterias de teste EV. Uma "sala seca" próxima é usada para montar células de bateria de íon-lítio. Outras máquinas medem como os protótipos retêm e liberam uma carga elétrica ou conduzem "testes de abuso", o que significa que as baterias sofrem flutuações extremas de temperatura ou são danificadas. Atrás de uma caixa de vidro, um painel móvel com uma ferramenta anexada usada para perfurar baterias fica ocioso. Less explica que os pesquisadores perfuram ou incendeiam as baterias para ver como elas reagem.

Ted Miller, que gerencia a pesquisa de células de bateria e a engenharia avançada da Ford, disse que o laboratório desempenhou um papel crítico em ajudar a montadora a testar a tecnologia que agora está ajudando a definir diretamente a tecnologia de célula EV de próxima geração da Ford, bem como os planos da empresa para ampliar no Ford Ion Park, seu próprio local de pesquisa e desenvolvimento.

À medida que a indústria de veículos elétricos cresce, as montadoras estão expandindo suas capacidades internas de pesquisa e explorando recursos em laboratórios semelhantes nos estados de Nova York, Indiana, Texas e Washington.

Mas Less disse que a demanda por instalações de pesquisa ainda está superando o que está disponível, e espera-se que a necessidade cresça à medida que os fundos da Lei de Redução da Inflação se enraízam, as cadeias de suprimentos domésticas se materializam e as químicas e tecnologias das baterias evoluem mais rapidamente.