baterias situação atual e perspectivas para os próximos 10 anos
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Baterias Situação atual e perspectivas para os próximos 10 anos. Patricio Rodolfo Impinnisi Laboratório de Pilhas e Baterias. [email protected]. Curitiba, 06 de novembro de 2009. Baterias. Presente e futuro. Apresentação. 1. Demanda 2. Mercado 3. Situação Atual 4. Tipos de baterias - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
BateriasBateriasSituação atual e perspectivas Situação atual e perspectivas
para os próximos 10 anospara os próximos 10 anosPatricio Rodolfo Impinnisi
Laboratório de Pilhas e Baterias
Curitiba, 06 de novembro de 2009
Baterias. Presente e futuro
1. DemandaDemanda2. Mercado2. Mercado3. Situação Atual3. Situação Atual4. Tipos de baterias4. Tipos de baterias5. Principais tecnologias5. Principais tecnologias6. Comentários finais6. Comentários finais
Apresentação
DemandaDemandaCOMPUTADORES PORTÁTEISCELULARES
E-BOOKSCARTÕES
CALCULADORAS
RELÓGIOS
RFID ATIVOS
BRINQUEDOS
CHAVES ELETRÔNICAS
CÂMERAS
SISTEMAS WIRELESS
PORTA-RETRATOSSENSORES
ALARMES
PALM TOPS
iPODS BLACKBERRY
RÁDIOS
Baterias. Presente e futuro
Evolução do Mercado MundialMercado MundialPilhas e baterias:U$ 50 bi (2006) U$ 63 bi (2007) U$ 71 bi (2008) U$ 61 bi (2009)
2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 202040
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realizado previsto
Mer
cado
[U$
bi]
Ano
Mercado Mundial de Pilhas e Baterias
Crise econômica
Baterias. Presente e futuro
24% (EUA)40% (Ásia)20% (Europa) 16% (resto)
Pilhas: U$ 36 biBaterias: U$ 25 biVE: U$ 1 bi
Mercado mundial de Pb-ácidoMercado mundial de Pb-ácidoEm 2007Mercado mundial de Pb-ácido foi:Automotivo (380 mi unidades) U$ 19 biIndustrial U$ 4 biTotal: U$ 22 bi
35% do mercado mundial de pilhas e baterias!
Custo – segurança - confiabilidade
Baterias. Presente e futuro
1920 5% 2009 90%
De cada 10 empresas de tecnologia na área de eletrônica só 1 trabalha com o desenvolvimento das fontes de energia. Como avançar?
Baterias. Presente e futuro
Situação atualSituação atual
As baterias estão melhorando? (Paradoxo)Exemplo Laptops
Baterias:Aumento da densidade de energia de 10% ao ano!
Baterias. Presente e futuro
Situação atualSituação atual
Baterias. Presente e futuro
2008 2010 2012 2014 2016 2018 20200
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oduç
ão [b
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s de
uni
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s]
Ano
Estimativa da produção mundial de pilhas e baterias
IDTech
Produção mundial em unidades/anoProdução mundial em unidades/ano
Que baterias são estas?O que se está pesquisando?
Principais TecnologiasPrincipais TecnologiasBaterias. Presente e futuro
0 50 100 150 200 250 300 350 4000
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Íon lítio
D
ensi
dade
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rica
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nerg
ia [W
h/lit
ro]
Densidade gravimétrica de energia [Wh/kg]
Pb-ácido
Ni-CdNi-MH
Men
ores
Mais leves
Li-polímero
Metal-ar
Filmes de Li
ÍON LÍTIO CONVENCIONALÍON LÍTIO CONVENCIONALVantagensElevada densidade de energia ~ 150 – 200 Wh/kgElevada densidade de energia volumétrica ~ 400 - 500 Wh/LBaixa auto-descargaElevada vida cíclica > 1000 ciclosElevada tensão unitária: 2,5 a 4,5 V
DesvantagensElevado custo ~ 5x Pb-ácidaNecessidade de controlesReciclagemSegurança
Baterias. Presente e futuro
ÍON LÍTIO CONVENCIONALÍON LÍTIO CONVENCIONAL
Baterias. Presente e futuro
+-e-e-
e- e-
Eletrólito condutor de Li+ LiCoO2LixC6 Grafite
carga
descargaLi+
Li+
NOVEDADES EM ÍON LÍTIO NOVEDADES EM ÍON LÍTIO Eletrodo negativo :Grafite Silício (aumento de 80% na densidade de energia. Standford). C x Si Problemas de crescimento (4x) nano filamentos de Si sobre aço 600 ciclos 5 anos
Baterias. Presente e futuro
Eletrodos positivos:LiCoO2, LiFePO4, LMn2O4, LMnO2, LiV2O5, etc.MIT FePO4, 100xW nano esferas. Carga em 10 s para celular e 5 minutos para VE. TEORIA PRÁTICA
LÍTIO-POLÍMEROLÍTIO-POLÍMEROVE 200 km, 600 ciclosOnda Insight, Ford Think City, Cleanova.
Baterias. Presente e futuro
LÍTIO-ARLÍTIO-AR
Baterias. Presente e futuro
Stair (St. Andrews air) Technology1220 Ah/kg 2,5 V 3050 Wh/kg (20x LiCoO2)>5 anos para ter um produtoCatalisadores !
Perigo de explosão na carga
Níquel-MHNíquel-MHVantagensExperiência em utilização em VEAceita elevadas correntes de cargaBaixa manutençãoSegurança
DesvantagensAuto-descargaSensibilidade à temperaturaSensibilidade à cargaCusto
Toyota Prius, Onda Civic, Accord,Ford Scape, etc.290.000 km sem degradação2 geração: 1000 W/kg (pulsos)3 geração: 1300 W/kg (pulsos)
Pb/Ni-MH/LítioCélulas a combustível
Baterias. Presente e futuro
ZEBRA (Na-NiClZEBRA (Na-NiCl22))VantagensTolerâncias à sobre carga e à descarga profundaElevada vida útilExcelentes parâmetros operacionaisSegurança
DesvantagensOpera a 270-350 oC (12 dias p/30 kWh)Acesso ao sistema
Projeto Itaipu/KWO VE
Baterias. Presente e futuro
CHUMBO ÁCIDOCHUMBO ÁCIDOVantagensCustoExperiênciaReciclagem
DesvantagensBaixas densidades de energiaSulfatação
Grades alto antimônio Grades baixo antimônioGrades livres de antimônio (Pb-Ca)Recombinação de O2 (Baterias Seladas)
Baterias Bipolares
Carbono Nanotecnologia
Ultra Baterias
Baterias. Presente e futuro
CHUMBO ÁCIDOCHUMBO ÁCIDONanotecnologia
Baterias. Presente e futuro
CHUMBO ÁCIDOCHUMBO ÁCIDOCarbono
Baterias. Presente e futuro
Firefly
CÉLULAS A COMBUSTÍVELCÉLULAS A COMBUSTÍVEL
PROMESAS SOBRE CUSTOSESTACIONÁRIAS VEICULARES PORTÁTEIS
FALTA DE MERCADO MÍDIAO HIDROGÊNIO
Baterias. Presente e futuro
Comentários FinaisComentários Finais
Baterias. Presente e futuro
Situação atual: As baterias se tornaram o principal problema tecnológico para VE, Laptops, ipods, utilização de energias renováveis...MAIS DENSIDADE DE ENERGIA!
A demanda por maiores densidades de energia está chegando a limites críticos:
Densidade de energia do Lítio-cloreto de tionila 1422 Wh/litroExplosivo TNT 1922 Wh/litro
Comentários FinaisComentários Finais
Baterias. Presente e futuro
Necessidades no Brasil: MCT e MME: Nova dependência?
Futuro do Brasil
VEEnergias
renováveis
Base tecnológica nacional na área
de baterias ?Nanotecnologias
Consumo de baterias
OBRIGADO PELA ATENÇÃOOBRIGADO PELA ATENÇÃOPatricio Rodolfo ImpinnisiPatricio Rodolfo Impinnisi
[email protected]@lactec.org.br
Baterias. Presente e futuro