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Baterias de Íons de Lítio – Perspectivas e Desafios

Carlos Eduardo Pinto Eng. Eletricista - Unid. Negócios de Lítio [email protected]

ÍNDICE

Perspectivas

Segurança

Tipos de Baterias de Íons de Lítio

Baterias de Íons de Lítio

Unidade de Negócio de Lítio

Fabricação


Símbolo na tabela periódica: Li Peso Atômico: 3 Metal alcalino Baixa densidade, pouco

eletronegativo e altamente reativo Usado no tratamento de doenças

maníaco depressivas.

CAPACIDADES RELATIVAS

TABELA PERIÓDICA

O Lítio

Fonte: Serviço Geológico dos Estados Unidos. Infografia: Gazeta do Povo.


A Bateria

Composição

CÉLULA

COMPOSIÇÃO A Bateria


Cilíndricas Prismáticas Pouch

Tipos de Células

BMS do Módulo

MÓDULO Célula



PACK ABERTO

Tubos de Refrigeração

Ventilação

Carcaça superior em alumínio

Conexão do carregador de Alta Tensão

Caixa de Junção da Bateria

Conexão de Alta Tensão

Tubulação de Resfriamento Moldada (Nível superior)



Carcaça Inferior em Alumínio Fundido com Tubos de Refrigeração

Distribuidor do líquido refrigerante

Módulos com células (12 x 28)

Pack

DC Link +

DC Link -

Entrada do Sensor de Temperatura

Entrada da Refrigeração

Saída da Refrigeração Caixa de Junção

PACK FECHADO

Módulo

Saída do Sensor de Temperatura



Distribuidor do Líquido de Refrigeração



VTB – Voltage and Temperature Board

BTU – Battery Disconnect Unit SCU – String Controller Unit

MCU – Master Control Unit Topologia do Pack

BATERIA



• Aquisição de dados

• Proteções de segurança

• Habilidade de determinar e prever o estado da bateria

• Habilidade de controlar a carga e descarga da bateria

• Balanceamento da célula

• Gerenciamento térmico

• Entrega do status e autenticação da bateria para a interface com o usuário

• Comunicação com todos os componentes da bateria

• Prolongamento da vida da bateria

Principais Funções do BMS

BMS


Aplicações das Baterias de Íons de lítio

BESS

Ônibus Elétrico

Transporte

Carro Elétrico

Caminhão Elétrico

Moto Elétrica

Veículos Industrias

Home BESS

Bicicleta Elétrica

Indústria Armazenamento de Energia

Estação Rádio Base

Telecom

3C

Produtos de Consumo

Low Voltage

High Voltage


Modelos das Baterias de Íons de Lítio:

EXEMPLOS

Telecom

Automotivo Automotivo Ônibus

Empilhadeira BESS

Não existe um “modelo padrão” de bateria!

Qual a melhor bateria?


Comparação: Chumbo vs Íons de Lítio

Energia Utilizável Peso

Energia Utilizável (Chumbo) Energia Utilizável (Íons de Lítio)

Fonte: Victron Energy, 2015

Apresentador

Notas de apresentação

https://www.victronenergy.com/blog/2015/03/30/batteries-lithium-ion-vs-agm/


Baterias Chumbo Ácido & Baterias de Íons de Lítio

ÍONS DE LÍTIO Custo 💰💰💰💰💰💰 Vida cíclica ❤ ❤ ❤

Flamabilidade 🔥🔥🔥🔥

CHUMBO Custo 💰💰 Vida cíclica ❤ ❤

Flamabilidade -

&

“As baterias de ions de lítio são 3 vezes mais leves e até 6 vezes menores que uma bateria de chumbo ácido com a mesma capacidade.” Fonte: Avicenne Energy 2016

Energia Específica (por química)

Fonte: https://thebatteryunivesity.com


Tipos de química das baterias de íons de lítio

LCO - Lithium Cobalt Oxide (LiCoO2)

COMPARAÇÃO

LMO - Lithium Manganese Oxide (LiMn2O4) NMC - Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (LiNiMnCoO2)

LFP - Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) NCA - Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (LiNiCoAlO2)

LTO - Lithium Titanate (Li4Ti5O12)

Fonte: Battery University (https://batteryuniversity.com/)



QUÍMICA Lithium Cobalt Oxide

Lithium Manganese Oxide

Lithium Nickel Manganese

Lithium Iron Phosphate

Lithium Nickel Cobalt Aluminum

Oxide

Lithium Titanate

Abreviação LiCoC2 LiMn2O4 LiNiMnCoO2 LiFePo4 LiNiCoAlO2 Li2TiO3 Acrônimo (LCO) (LMO) (NMC) (LFP) (NCA) (LTO)

BMW I3 Nissan Leaf Renault ZZOE

Tesla Model S Smart BYD E6

LMO LMO + NMC LMO + NMC

NCA LFP NMC



COMPARAÇÃO

Segurança

Segurança

SEGURANÇA A Bateria

Temperatura de Operação da Bateria

Segurança


Causas da Falha na Bateria

Segurança


Falhas na Célula, Consequências e Mecanismos de Proteção

Fabricação

Fabricação

Fábrica de Baterias de Íons de Lítio

EXEMPLOS

Fabricação

Fábrica de baterias de íons de lítio

EXEMPLOS

Fonte: Bloomberg New Energy Finance – Lithium Ion Costs and Market – Jul, 2017

Fabricação

Produção de Baterias de Íons de Lítio no Mundo

Dados de Mercado

Mapa das manufaturas de baterias de lítio no mundo Múltiplas químicas

Em funcionamento

Em construção

Anúncio

Composição das Baterias

Fabricação

Apresentador


http://www.automotivebusiness.com.br/abinteligencia/pdf/EV-Price-Parity-Report.pdf

Perspectivas

O preço das baterias de íons de lítio reduziu significativamente entre 2010 e 2017. Dado aos seguintes fatores: Melhoria da Tecnologia Economias de Escala Competitividade entre Empresas Super Oferta

Fonte: Bloomberg New Energy Finance – When Will Electric Vehicles be Cheaper than Conventional Vehicles? – Abril, 2017

Preço


Histórico e previsão de preço médio de bateria de lítio para altos volumes de veículos elétricos

Dados de Mercado

Apresentador


http://www.automotivebusiness.com.br/abinteligencia/pdf/EV-Price-Parity-Report.pdf


Demanda


Para Veículos Elétricos, a previsão anual de demanda da bateria de lítio para novos carros é de 408GWh em 2025 e 1.293GWh em 2030, um crescimento expressivo de 216%

Realizado e previsão de demanda de bateria de lítio para Carros Elétricos por país – 2010-30 (GWh)

Dados de Mercado


Baterias de Íons de Lítio Dados de Mercado

> Em julho/2018, aprovação Medida Provisória Nº 843 que institui o Programa Rota 2030 - Mobilidade e Logística e dispõe sobre o regime tributário de autopeças não produzidas;

> Desde 2015 está em vigor a resolução do MDIC que reduz Imposto de importação para xEV de 35% para entre 0%-7% (RESOLUÇÃO Nº 97, DE 26/10/15);

> Isenção do IPVA em alguns estados (CE, MA, PE, PI, RN, RS e SE) para xEV;

> Redução parcial no IPVA em alguns estados (Ex. MG, SP e RJ) para xEV;

> Em 2016, dispensa do rodízio de carros para veículos elétricos na cidade de São Paulo (PORTARIA Nº 31/16).

Fonte: O Estado de São Paulo

Medidas de Alavancagem no Brasil e no Mundo para Veículos Elétricos

Restrição Parcial Restrição Integral

Entre Campinas e SP, CPFL e Rede Graal lançam primeiro eletroposto em 2017

Em julho de 2018, lançamento de 6 postos de recargas por consórcio entre BMW, EDP e Ipiranga, no corredor RIO-SP

> Lançamento de estações de recarga em rodovias brasileiras por consórcios de empresas:

No Mundo: No Brasil:

Veículos Elétricos

Incentivos governamentais para compra de carros elétricos no mundo

Dados de Mercado

Fonte: Roland Berger, 2016

Fonte: Roland Berger, 2016

Iniciativas das montadoras

Na Mídia! Carros Elétricos

Fonte: Época Negócios, Out/2017

Unidade de Negócios de Lítio Moura

INOVAÇÃO BATERIAS DE LÍTIO

UNIDADE DE NEGÓCIOS DE LÍTIO

P&D – PESQUISA E DESENVOLVIMENTO

Em busca das novas tecnologias em baterias, a Moura vem

investindo na modelagem de uma nova Unidade de

Negócios dedicada a Baterias de Íons de Lítio.

Unidade de Negócio de Baterias de Lítio

Por outro lado, o

desenvolvimento do produto

encabeçado pelo ITEMM.

Por um lado, o programa da Moura para

desenvolvimento da unidade de negócios, em

relação aos aspectos comerciais, industriais,

operacionais, administrativos e logísticos.

Automotivas

FERNANDO CASTELÃO

CRISTIANE ASSIS

CARLOS PINTO GABRIELA MIRANDA

Diretor Divisão De Lítio

Coordenadora

Consultora de Negócios Eng. Eletricista Assistente Adm.

Spartacus

(Diretor)

Diretor ITEMM SPARTACUS PEDROSA

TBH Coordenador

INÊS PINHEIRO Gerente de Projetos

VINICIUS PIERRE Arquiteto de

Baterias

RAFAEL LEAL Analista CFD

MARINA DIOTTO Engenheira de

Software

Unidade de Negócio de Baterias de Lítio

ERIKA FIGUEIREDO

Laboratório focado no desenvolvimento de baterias de íons de lítio.

Nova Unidade ITEMM Lítio – São José dos Campos, SP

PARA O SEU NEGÓCIO TODA A ENERGIA

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