Por que a GM está apostando em um novo tipo de bateria de EV
General Motors Diz que suas próximas baterias de lítio rico em manganês (LMR) oferecerão um equilíbrio ideal de custo e alcance para certos veículos elétricos (VEs).
A montadora americana planeja oferecer baterias LMR, além de seus tipos existentes de baterias de íons de lítio: fosfato de ferro de lítio (LFP), destinado ao uso em veículos mais acessíveis e cobalto de níquel de manganês (NMC), que usa em veículos mais sofisticados.
‘Rich’ não é um elemento na tabela periódica, é claro. Em vez disso, o nome refere -se a uma porcentagem maior de manganês sendo usada, mas menos em termos de níquel e cobalto.
“Achamos que o LMR realmente tem a oportunidade de ser a química de baixo custo na América do Norte, pioneira e alinhada com a infraestrutura que já temos”, disse o engenheiro de baterias da GM Andrew Oury à mídia no GM Technical Center, em Michigan.
“A LMR tem custo comparável ao LFP, mas em vez de ter um intervalo coberto a cerca de 350 milhas (563 km), podemos obter mais de 644 km de alcance com LMR.”
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As novas baterias LMR entrarão na produção comercial em 2028 nas usinas de joint venture da GM/LG Energy Solutions.
A GM diz que as baterias de LMR são estudadas desde os anos 90, mas a química nunca foi empregada em VEs devido a preocupações com a curta duração da bateria e decaimento de tensão.
Mas afirma que as células LMR que testaram têm densidade de energia 33 % maior que as células LFP com melhor desempenho no mercado, ao mesmo tempo em que corresponde à vida útil das células de alto níquel de geração atual.
Além disso, ele pode produzir baterias LMR usando o mesmo equipamento usado para produzir baterias NMC.
“Esse é um grande benefício para a localização da química de baixo custo. A LFP não seria capaz de usar as mesmas linhas de fabricação-precisa de linhas diferentes”, disse Oury.
Mas por que a GM está quase completamente removendo o cobalto da equação para essas novas baterias de EV? Uma palavra: custo.
“Uma das formulações mais fáceis de NMC é tomar partes iguais de níquel, manganês e cobalto, misturá-las e, como você tem uma parte de cada uma, chamamos esse NMC 1-1-1”, explicou Oury.
“O problema é que esses materiais não têm o mesmo custo. O cobalto é claramente o mais caro desses materiais, o níquel é o próximo mais caro e o manganês é bastante acessível.
“Houve um vento de cauda na parte de trás de todos os engenheiros de baterias nos últimos 10 anos, que todo mundo acabou de dizer: ‘Vamos deixar o cobalto o mais baixo possível, e aumentaremos o níquel o mais alto possível que uma estratégia de economia de custos’.
“Então você se livra do mais caro, vai para o próximo mais caro. A razão pela qual você não foi direto para o menor custo é porque o níquel é melhor em armazenar energia do que o manganês, o que ajuda a aumentar a densidade de energia ao longo do caminho.
“Toda vez que a indústria mudava para níquel mais alto, as pessoas disseram que você não poderá fazer uma bateria que dura muito, que superaquece, não carregará rápido o suficiente, a bateria não será estável e não será tolerante a abuso”.
O Oury explicou que muitas baterias de EV passaram de 30 % de níquel para 80 %.
Com suas baterias de RMN, ele planeja empurrar isso de volta para 30 ou 40 %, enquanto empurra o manganês para 60 ou 70 %.
“Isso nos ajudará a obter custos de bateria comparáveis ao LFP com densidade de energia significativamente maior. Esse é um desafio, mas abordamos como fabricamos todos os elementos da célula do eletrólito aos materiais de armazenamento de energia na lata”, disse Oury.
Isso não significa que a GM elimine as baterias LFP, que oferecerão no Chevrolet Silverado EV e na próxima geração, ou baterias NMC, conforme usado em veículos como sua linha de Cadillac elétrica.
“No futuro, continuaremos a usar químicas com alto teor de níquel, onde você precisa da maior faixa. No restante do mercado, ativaremos o LFP próximo ao nível de entrada e LMR para veículos convencionais ou de valor”, disse Oury.
“Estamos construindo volume de vendas suficientes em diferentes segmentos que não precisamos usar exatamente a mesma solução de engenharia em todos os segmentos.
“Agora podemos ter um segmento de engenharia para esse segmento e um modificado para esse segmento. Ainda teremos grandes economias de escala, mas podemos reduzir o custo da peça e o custo de fabricação por ser mais específicos de aplicação”.
Ele citou o exemplo da versão Base Work Truck (WT) da picape Chevrolet Silverado EV, que oferece uma faixa reivindicada de 792 km.
Com células prismáticas e química de LFP, ele pode oferecer 563 km de uma única carga-portanto, “mais alcance usando química de LFP de baixo custo do que parte de nossa competição pode usar a química de alto níquel mais caro”, explicou o Sr. Oury.
Apesar dos ventos recentes para os VEs – chefe entre eles um novo governo nos EUA que se mostrou hostil em relação à tecnologia – a GM está cobrando adiante.
A GM possui duas plantas de bateria de ventilação articular com soluções de energia LG e está construindo uma com a Samsung SDI, além de construir um centro de inovação de células de bateria em seu centro de tecnologia em Warren, Michigan, que pode produzir células de tamanho completo para prototipagem.
Em construção, há um centro de desenvolvimento de células de bateria que poderá produzir meio GWh em células anualmente.
“Esta planta parecerá uma facção de uma dessas plantas, ela terá equipamentos que são os mesmos, que podem funcionar na mesma velocidade e nos ajudar a preencher essa lacuna entre a fabricação de protótipos e a fabricação em larga escala”, explicou Oury.
A GM está se expandindo de células da bolsa para novas células prismáticas (na foto acima), que serão produzidas em ambos os seus joint ventures.
Com essas células prismáticas, a GM pode empregar módulos menos, mas maiores. Em suas picapes elétricas, isso significa que pode passar de 24 módulos para apenas seis, com componentes totais do módulo de bateria reduzidos em 75 % e componentes totais de embalagem em 50 %.
“Não achamos que ninguém esteja construindo uma célula de menor custo na América do Norte do que nós”, disse Oury.
Atualmente, a GM oferece uma linha diversificada de VEs, variando do Chevrolet Equinox EV (foto acima) de tamanho médio até captadores e SUVs em tamanho real, como o GMC Hummer EV e Sierra EV.
Atualmente, é o segundo em termos de vendas de VE nos EUA, por trás apenas da Tesla. Ele dobrou sua participação de mercado de veículos elétricos em 2024, à medida que novos modelos foram transmitidos e aumentou as vendas 94 % no primeiro trimestre deste ano – ou quase dois pontos completos de participação de mercado.
A GM também constrói uma variedade de SUVs elétricos Buick, Chevrolet e Cadillac na China e está lançando a Cadillac em novos mercados com uma linha somente EV.
O Cadillac Lyriqlançado na Austrália no início deste ano, é o primeiro EV da GM na Austrália.
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