Um Estudo Revolucionário Desmistificando Mitos Sobre o Envelhecimento das Baterias: As Baterias de Veículos Elétricos São Realmente Projetadas para Durar

A adoção de VEs está crescendo globalmente, com quase um em cada cinco carros vendidos em 2023 sendo elétricos. Enquanto os veículos elétricos continuam a bater novos recordes, há preocupações entre as pessoas sobre a vida útil de suas baterias. 

A tecnologia de baterias está no centro da revolução dos VEs, pois alimenta esses veículos e determina sua velocidade de carregamento, autonomia e desempenho geral. Os VEs tipicamente utilizam baterias recarregáveis de íons de lítio, que possuem alta densidade de energia e, como tal, produzem mais potência para seu tamanho.

A longevidade da bateria, no entanto, continua sendo uma preocupação central dos consumidores, além da ansiedade de autonomia e do tempo e infraestrutura de carregamento, em relação a essa tecnologia que influencia suas percepções. Com as percepções dos consumidores sobre a tecnologia desempenhando um papel crucial na condução da adoção de VEs, é importante entender suas preocupações e expectativas. 

O fato é que as redes sociais e artigos de notícias contribuem para moldar a percepção de uma alta perda de valor residual dos VEs devido ao envelhecimento da bateria. 

Com VEs usados sendo descritos pela mídia como ”deitados nas prateleiras como chumbo,” alegando que o envelhecimento rápido da bateria reduz significativamente sua autonomia, isso fez com que muitos consumidores vejam os VEs usados como inutilizáveis. 

Portanto, um novo estudo assumiu a tarefa de examinar se as preocupações sobre o envelhecimento prematuro são realmente justificadas. Além disso, para ajudar a aliviar as preocupações, mais de 7.000 veículos foram analisados para oferecer insights profundos sobre a vida útil da bateria e o valor residual do veículo. 

Realizado pela AVILOO, líder global em diagnóstico de baterias para carros elétricos e veículos híbridos plug-in, o estudo mostra que as baterias de VEs mantêm uma longa vida útil mesmo quando usadas intensivamente. 

Embora a vida útil das baterias varie conforme o fabricante e a idade, elas podem ser esperadas para rivalizar e até superar a longevidade dos componentes de transmissão em veículos de motor de combustão interna (ICE). 

O estudo constatou que a maioria das baterias retém mais de 80% de sua capacidade original e, portanto, são utilizáveis muito além do período de garantia usual. Os avanços tecnológicos estão realmente ajudando a aumentar o desempenho e a durabilidade das baterias, que podem ser ainda mais otimizados pelo usuário. 

O que Realmente Determina a Longevidade de uma Bateria?

Ao investigar o que realmente determina por quanto tempo a saúde da bateria dura, o estudo descobriu que é a capacidade residual que determina a decisão.

Assim como, com o tempo, as coisas se desgastam e perdem seu potencial, as baterias também. A capacidade e eficiência de uma bateria são naturalmente reduzidas com o tempo. Esse processo é referido como envelhecimento calendário, que está relacionado ao tempo, e envelhecimento cíclico, que está relacionado ao uso.

O envelhecimento calendário é o resultado de estruturas químicas dentro das células da bateria mudando ao longo do tempo, mesmo que ela não esteja sendo usada ativamente. Enquanto isso, o envelhecimento cíclico ocorre devido ao estresse de ciclos repetidos de carga e descarga. 

Juntos, esses dois processos degradam o estado de saúde (SoH) da bateria, afetando negativamente tanto sua capacidade de armazenamento de energia quanto seu desempenho geral. 

O SoH aqui é uma métrica chave que reflete o grau de envelhecimento da bateria, mas não há uma definição padronizada para ele, com os fabricantes usando diferentes métodos de cálculo e seguindo diferentes objetivos. O estudo, por sua vez, usou-o para simplesmente referir-se exclusivamente à capacidade da bateria.

Agora, quão grave é o envelhecimento da bateria em condições reais? Para encontrar a resposta a essa pergunta, o estudo primeiro utilizou 50 veículos da frota de veículos elétricos P3 para investigar o envelhecimento da bateria, considerando os hábitos de condução e carregamento dos proprietários para capturar as variações entre uso e fabricantes.

Em seguida, a Aviloo usou dados de mais de 7.000 veículos com até 300.000 quilômetros de quilometragem para uma análise quantitativa detalhada do envelhecimento da bateria em relação à quilometragem.

Ao contrário de outros estudos, que utilizaram dados acadêmicos e de laboratório, este estudo fez uso de dados reais de veículos que permitiram levar em conta influências externas. A Aviloo, que realiza diagnósticos de baterias, conduziu mais de 60.000 testes de capacidade. 

Nestes testes, o usuário conecta a AVILOO Box à interface OBD do veículo e dirige até que a bateria caia de 100% para 10%. Durante esse período, a Box continua a coletar dados e transmiti-los aos servidores da empresa em tempo real, que então validam e analisam os dados. Isso permite que eles forneçam o SoH da bateria, que é calculado comparando a energia extraível atual com a energia disponível quando a bateria era nova.

Envelhecimento da Bateria Ocorrendo a um Ritmo Muito Mais Lento do que se Imaginava 

Quando se trata de eletrônicos, os consumidores estão sempre preocupados com suas baterias. Quanto tempo os dispositivos duram com uma carga? Eles devem ser carregados o dia todo? Há muitas perguntas, e o mesmo ocorre com os VEs, que são caros, ainda mais do que seus equivalentes ICE.

Portanto, faz sentido que existam sérias preocupações entre as pessoas sobre a degradação da bateria em veículos elétricos também. 

Essas preocupações, no entanto, são em grande parte infundadas, já que o estudo revelou que a degradação da capacidade da bateria é muito mais lenta do que o que foi presumido. 

Essa degradação ocorre principalmente nas fases iniciais. Assim, nos primeiros 30.000 quilômetros, a degradação da capacidade acelera apenas para depois se estabilizar e então progredir quase linearmente. A observação dos dados de campo confirma que a degradação da bateria nas fases de uso posteriores é substancialmente menor do que na fase inicial. 

Quanto ao que causa a perda inicial de capacidade, é a camada SEI (interfase de eletrólito sólido), que se forma no ânodo durante os primeiros ciclos de carga e descarga. Quando essa camada começa a se formar, o lítio é convertido em produtos de degradação, o que reduz a quantidade disponível para armazenamento de energia. Uma vez que essa camada se estabiliza, a perda de capacidade também diminui significativamente. 

De acordo com os dados, a maioria das baterias apresentava um SoH acima de 80% mesmo após mais de 200.000 km. 

Os dados da frota P3, que são baseados em veículos de 3-5 anos de uso intenso, mostraram que quase todos eles tinham mais de 90% de SOH. Esse “desempenho excelente” é mantido apesar de esses veículos estarem sob uso intenso de maneiras variadas e terem diferentes fabricantes.

No geral, “os dados de campo indicam que, sob condições reais, os veículos (especialmente aqueles com alta quilometragem) mantêm sua capacidade real por um período mais longo,” afirmou o estudo.

Como os Usuários Podem Aumentar a Vida Útil de suas Baterias

Embora seja bom saber que nossas baterias de VEs são realmente duradouras, existe uma maneira de melhorá-las? Afinal, nós todos queremos saber se há algo que possamos fazer para melhorar a vida útil das baterias de nossos dispositivos eletrônicos. E, no caso dos carros elétricos, certamente podemos fazer isso.

Este estudo da Aviloo oferece várias orientações sobre como os proprietários de VEs podem prolongar a vida de suas baterias. Uma das maneiras de alcançar isso é abordando os fatores que causam o envelhecimento calendário, também conhecido como degradação temporal. Isso envolve estacionar o veículo em ambientes de temperatura moderada a baixa, pois temperaturas excessivas impulsionam reações químicas que aceleram a degradação da capacidade. 

Quando você precisa deixar seu VE parado por períodos prolongados, novamente, recomenda-se estacioná-lo com um estado de carga baixo a moderado, entre 10% e 50%. Isso ocorre porque o estado de carga (SoC) também afeta os processos químicos na bateria. Tensões altas tendem a acelerar o envelhecimento da bateria do seu veículo, especialmente durante períodos prolongados de inatividade. 

Agora, abordaremos os fatores que afetam o envelhecimento cíclico, também conhecido como uso do veículo. Para isso, o estudo apresenta um cenário ideal de carga e descarga, que consiste em manter a temperatura dentro de uma faixa moderada de 20–50°C. Não mantenha a temperatura muito alta ou muito baixa quando o veículo estiver em uso porque ambas as condições aceleram os mecanismos de envelhecimento, como aumento da deposição de lítio, formação de SEI e degradação da estrutura química.

Outra forma de melhorar a vida da bateria é não recorrer ao carregamento rápido frequente. Ocasionalmente, é aceitável e não tem efeito sério no envelhecimento, mas o carregamento rápido repetido afeta-a negativamente. 

Alterar seu comportamento de carregamento é outra recomendação. Portanto, em vez de dirigir seu VE completamente vazio e depois recarregá-lo a 100%, o que aumenta a carga nas suas baterias e as envelhece, o que você deve fazer é manter a profundidade de descarga baixa entre 20% e 80%. 

Você pode querer fazer algumas mudanças no seu comportamento de condução também; aqui, evite fazer longas viagens em alta velocidade e aceleração forte, pois isso causa correntes altas, o que aumenta a temperatura e coloca mais esforço na bateria. Portanto, adote um comportamento de condução moderado para desacelerar o envelhecimento da bateria do seu carro elétrico.

E Quanto à Garantia dos Fabricantes de VEs?

O estudo da Aviloo, que cobre 95% de todas as marcas de VEs disponíveis, também analisou o quão eficaz é a garantia dos fabricantes de carros elétricos. Os resultados indicam que eles estão realmente fazendo um bom trabalho.

Os contínuos avanços tecnológicos e a crescente experiência dos produtores realmente permitiram que os fabricantes ofereçam garantias cada vez mais robustas, que asseguram uma capacidade residual de pelo menos 70% até certa idade ou quilometragem, o que seja alcançado primeiro. Abaixo desse limite, a garantia cobre medidas de reparo para restaurar a capacidade ao nível garantido.

Para os sistemas de bateria de VEs, a garantia padrão atual é de 8 anos ou 160.000 km, o que é o dobro da garantia que os consumidores recebem para o veículo inteiro e outros componentes. Alguns fabricantes, como a Lexus, já começaram a oferecer garantias estendidas.

Os dados da Aviloo revelaram que os fabricantes estão oferecendo condições de garantia cada vez mais extensas porque o SoH raramente cai abaixo de 70% durante o período de garantia.

O estudo analisou ainda as diferentes fases do ciclo de vida da bateria em termos de garantia. A primeira é o Fim da Garantia (EoW), que ocorre quando a garantia termina devido ao tempo decorrido ou ao limite de quilometragem atingido. A análise mostra que as baterias podem continuar a ser usadas além disso. 

A segunda é o Fim da Primeira Vida (EoFL), que ocorre bem antes da bateria atingir 70% de SoH e pode ser usada em uma aplicação de segunda vida. A terceira fase é o Fim da Segunda Vida (EoSL), que é alcançado quando a bateria não é mais adequada para uso futuro e deve ser reciclada.

Finalmente, Quanto Vale Sua Bateria Após Todo o Uso? 

Agora, e quanto ao valor residual das baterias? Existe algum? O valor residual, que é o valor estimado do veículo após ele ter sido usado por um determinado período, é realmente encontrado como alto.

O valor residual da bateria depende principalmente de dois fatores — o preço de mercado atual dos VEs e o preço das baterias novas — e a condição da bateria usada também desempenha um papel crucial. 

A perda de valor no período de garantia depende principalmente do envelhecimento da bateria e da capacidade remanescente, mas uma vez ela expira, uma maior perda de valor é esperada, afirma o estudo. Portanto, a perda de valor residual, como o estudo observou, é esperada em cada fase do ciclo de vida da bateria. 

No entanto, ao final da primeira vida, a bateria ainda pode ter um valor significativo através de um segundo uso, dependendo do custo das baterias novas. Contudo, uma vez que o EoFL é alcançado, a bateria é testada quanto à sua adequação para uma aplicação de segunda vida. 

Mesmo que uma bateria esteja gravemente envelhecida, isso não significa uma perda econômica total após a primeira ou segunda vida, observou a Aviloo. Isso se deve ao fato de que matérias-primas como lítio, níquel e cobre ainda são preservados. Esses metais valiosos, bem como outros materiais, podem realmente ser recuperados durante a reciclagem. Eles também podem ser usados em novas baterias e continuar a gerar benefício econômico. 

Portanto, o valor da bateria usada pode ser aprimorado reprocessando-a até que a bateria atinja um valor mínimo que uma empresa de reciclagem pagará, independentemente do seu estado de saúde.

Empresas que Lideram o Setor de VEs

À medida que os VEs ganham tração, os fabricantes de automóveis ao redor do mundo têm direcionado seu foco para veículos elétricos. Isso inclui General Motors (GM ), Lucid Group (LCID ), BMW, Ford (F ), Volkswagen, Volvo e Rivian Automobile (RIVN ), que estão todos ajudando a promover essa mudança ambientalmente amigável. Enquanto isso, CATL, LG Energy Solution, Panasonic, QuantumScape (QS ), e Samsung SDI estão fortemente envolvidos na fabricação de baterias de VEs. Agora, vamos dar uma olhada nos nomes mais proeminentes nesses setores: 

#1. Tesla

Um fabricante líder de VEs, a Tesla (TSLA ) de Elon Musk também é conhecida por sua tecnologia de baterias e sistemas de gerenciamento. Com uma capitalização de mercado de US$ 1,069 trilhão, as ações da TSLA estão atualmente cotadas a US$ 334,40, alta de 33,97% neste ano. Possui um EPS (TTM) de 3,65 e um P/E (TTM) de 91,27.

A administração dos EUA que está chegando realmente pinta um quadro otimista para as ações da Tesla, já que Musk tem sido uma figura central ao impulsionar o retorno do presidente eleito Donald Trump à Casa Branca. O bilionário da tecnologia foi recentemente escolhido por Trump, juntamente com o ex-candidato presidencial republicano Vivek Ramaswamy, para liderar o recém-criado Departamento de Eficiência Governamental (DOGE).

Quanto às finanças, a montadora americana registrou um lucro líquido de US$ 2,18 bilhões no terceiro trimestre de 2024, um aumento de 16,2% em relação ao ano anterior, superando o lucro de sua concorrente chinesa BYD, que aumentou 11,5% no mesmo período para 11,6 bilhões de yuan (US$ 1,6 bi). As margens de lucro da Tesla, porém, foram reforçadas pela receita de créditos regulatórios automotivos, totalizando US$ 739 milhões no trimestre. As vendas acumuladas do ano da Tesla, por sua vez, foram de US$ 71,98 bilhões. No trimestre, a Tesla reportou 462.890 entregas de veículos e, para o próximo ano, a meta da empresa é lançar modelos mais acessíveis.

2. BYD (BYDDY: OTCPK)

A BYD é uma importante empresa chinesa que produz VEs e baterias de íons de lítio para seus próprios veículos e outros veículos. Com uma capitalização de mercado de US$ 111,79 bilhões, as ações da BYD estão atualmente cotadas a US$ 66,68, alta de 20,64% neste ano. O rendimento de dividendos pago pela empresa é de 1,31%. 

No terceiro trimestre de 2024, a empresa reportou uma receita de US$ 28,24 bilhões, um aumento de 24% em relação ao ano anterior, superando a receita de US$ 25,18 bilhões da Tesla no mesmo período. As vendas acumuladas do ano da BYD são de US$ 70,53 bilhões. Os números fortes da empresa vieram apesar da tendência de queda dos VEs na China. De fato, o gigante dos VEs vendeu um recorde de carros (370.854) em agosto. Curiosamente, metade das vendas da BYD são carros híbridos, que estão crescendo mais rápido que os carros apenas a bateria. 

A empresa, no entanto, enfrenta ventos contrários em termos de possíveis aumentos tarifários da UE, Canadá e até dos EUA. Enquanto isso, as últimas relatórios sugerem que a BYD está se preparando para uma guerra de preços intensa e pediu aos fornecedores que apliquem cortes de 10% nos preços no próximo ano. Isso ocorre enquanto a empresa espera superar 4,2 milhões de veículos de nova energia (NEVs) em vendas este ano, impulsionada por uma cadeia de suprimentos de baixo custo, inovações tecnológicas e vantagens de escala.

Conclusão

A eletromobilidade desempenha um papel vital no combate às mudanças climáticas ao reduzir significativamente as emissões de gases de efeito estufa. No entanto, essa transição também apresenta vários desafios, como altos custos de produção e percepção dos consumidores. O que pode ajudar a acelerar sua adoção é educar os consumidores sobre a eletromobilidade e a vida útil das baterias, pois a desinformação pode amplificar medos infundados, reduzindo a aceitação social e, por sua vez, dificultando o crescimento do mercado de VEs. Fornecer dados precisos e transparentes, como fez este estudo, pode ajudar a criar uma compreensão realista, capacitar os consumidores a tomar decisões de compra informadas e construir confiança dos consumidores nos VEs.

Clique aqui para uma lista das principais ações de VEs.