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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
Baterias de Íons de Lítio
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.
CÉLULA
COMPOSIÇÃO A Bateria
Baterias de Íons de Lítio
Cilíndricas Prismáticas Pouch
Tipos de Células
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)
Baterias de Íons de Lítio
COMPOSIÇÃO A Bateria
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
Baterias de Íons de Lítio
COMPOSIÇÃO A Bateria
Distribuidor do Líquido de Refrigeração
Baterias de Íons de Lítio
COMPOSIÇÃO A Bateria
VTB – Voltage and Temperature Board
BTU – Battery Disconnect Unit SCU – String Controller Unit
MCU – Master Control Unit Topologia do Pack
BATERIA
Baterias de Íons de Lítio
COMPOSIÇÃO A 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
Baterias de Íons de Lítio
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
Baterias de Íons de Lítio
Modelos das Baterias de Íons de Lítio:
EXEMPLOS
Telecom
Automotivo Automotivo Ônibus
Empilhadeira BESS
Não existe um “modelo padrão” de bateria!
Tipos de Baterias de Íons de Lítio
Comparação: Chumbo vs Íons de Lítio
Energia Utilizável Peso
Energia Utilizável (Chumbo) Energia Utilizável (Íons de Lítio)
Fonte: Victron Energy, 2015
Tipos de Baterias de Íons de Lítio
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 Baterias de Íons de Lítio
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/)
Tipos de Baterias de Íons de Lítio
Tipos de química das baterias de íons de lítio
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
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
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
Baterias de Íons de Lítio
Histórico e previsão de preço médio de bateria de lítio para altos volumes de veículos elétricos
Dados de Mercado
Baterias de Íons de Lítio
Demanda
Fonte: Bloomberg New Energy Finance – Lithium Ion Costs and Market – Jul, 2017
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
Fonte: Bloomberg New Energy Finance – Lithium Ion Costs and Market – Jul, 2017
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
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
Carlos Eduardo Pinto Eng. Eletricista - Unid. Negócios de Lítio [email protected]