Elon Musk aproveitou seu evento anual do Dia da Bateria para abrir a cortina sobre a próxima evolução do trem de força da Tesla: a célula de íons de lítio 4680. O nome diz tudo o que você precisa saber sobre as dimensões físicas. É uma célula cilíndrica com 46 mm de diâmetro e 80 mm de altura.
Ele promete saltos significativos em desempenho e eficiência de fabricação em comparação com as atuais 2170 células. Mas vamos esclarecer o ruído imediatamente. Esta não é a bateria mítica e revolucionária capaz de percorrer 1,6 milhão de quilômetros que alimentou os rumores na Internet no mês passado.
A química continua sendo o íon de lítio padrão. A inovação está na arquitetura.
A Revolução das Mesas
Os engenheiros da Tesla fizeram algo surpreendentemente simples, mas difícil: removeram as abas.
Nas células de bateria tradicionais, você tem abas positivas e negativas conectando o ânodo e o cátodo ao invólucro da bateria. É uma etapa de fabricação tediosa. Isso leva tempo. Acrescenta custo. E isso cria resistência.
O novo design do 4680 elimina totalmente essas guias. Esta é uma grande mudança na metodologia de produção. Ao remover a etapa que envolve a inserção de abas, o processo de fabricação diminui. Torna-se mais rápido. Fica mais barato.
“A remoção das abas elimina as barreiras térmicas e reduz a distância que os elétrons devem percorrer.”
Pense no que isso faz para o gerenciamento de calor. As abas tradicionais atuam como barreiras térmicas. Eles retardam o carregamento. Eles retêm o calor. Sem eles, a célula pode dissipar o calor de forma mais eficaz. Isso significa tempos de carregamento mais rápidos. Isso também significa que os elétrons têm menos distância para percorrer entre os eletrodos.
O resultado é uma melhor relação potência/peso. Você obtém mais desempenho com menos massa.
Isso não é mágica. É engenharia. Trata-se de eliminar a complexidade para melhorar a eficiência. A célula 4680 é maior que suas antecessoras, mas esse tamanho por si só não é uma inovação. O avanço é a estrutura interna.
Fabricar isso requer precisão. Remover abas não é apenas cortar fios. Trata-se de garantir um contato consistente em toda a superfície do ânodo e do cátodo. Qualquer inconsistência leva a pontos críticos. Os pontos de acesso levam à degradação. Faixa de limites de degradação.
Tesla afirma que este design resolve esses problemas. O resultado é uma célula que carrega mais rápido. Custa menos para construir. E oferece mais potência por quilograma.
Veremos como isso será dimensionado na produção em breve. A teoria é sólida. A execução contará a história real.
A era do grafite efetivamente acabou para os motores de próxima geração da Tesla. O silício está intervindo e não está jogando bem com o status quo.
A grafite tem sido o material anódico padrão há décadas. Funciona. É estável. Também é limitado. O silício muda completamente a matemática. Pode armazenar nove vezes mais lítio do que grafite. Isso não é uma melhoria marginal. Essa é uma mudança fundamental no potencial de densidade de energia.
Mas o silício bruto incha e racha durante os ciclos de carregamento. Não sobrevive muito tempo em uma célula de bateria. A solução da Tesla? Um revestimento de polímero proprietário que conduz íons enquanto mantém o silício estável. O resultado é um ânodo que custa apenas US$ 1,2 por kWh. Barato. Denso. Viável.
A história do cátodo é igualmente segmentada. Tesla não está apostando em uma química para governar todos eles. Eles estão dividindo os materiais do cátodo com base na função do veículo:
- Modelos básicos : Cátodos à base de ferro. Baixo custo. Alto volume.
- Modelos Premium : Níquel-manganês. Desempenho e alcance equilibrados.
- Necessidades de alta densidade : Níquel puro. Para o Tesla Semi e o novo Roadster. Quando você precisa de cada watt-hora, você retira os outros metais.
Isto não é apenas teoria. Tesla afirma que essas mudanças fornecem cinco vezes mais energia e seis vezes mais potência do que a geração anterior. Os ganhos de alcance no mundo real são citados em 16%. O processo de fabricação será mais automatizado, reduzindo os custos de produção em 56% por kWh.
Menor custo. Poder superior. Maior alcance. A matemática é simples.
O cronograma de US$ 25.000 da Tesla
As baterias serão lançadas a partir de 2022. A produção em massa será lançada em 2025.
Elon Musk não mediu palavras no Battery Day. Ele prometeu um carro totalmente autônomo por US$ 25 mil dentro de três anos. Isso cai diretamente em 2025.
O preço básico atual do Modelo 3 começa em torno de US$ 35.000. A lacuna está aumentando. Acredita-se que o veículo em questão seja o hatchback compacto atualmente em desenvolvimento na China. Uma pegada menor. Custos de materiais mais baixos. Margens mais altas.
Alguns o chamam de Modelo 2. Outros o chamam de projeto “Redwood”. O nome não importa. O preço sim.
Se a química do ânodo de silício se mantiver em grande escala, a barreira dos 25 mil dólares poderá ruir mais rapidamente do que os analistas esperam. A infraestrutura está sendo construída agora. A química é comprovada em laboratório. A única questão que resta é se as linhas da fábrica conseguirão acompanhar a demanda.
O Roadster ainda precisa daquele cátodo de níquel puro. O Semi está aguardando densidade. Mas o mercado de massa? É aí que o ferro e o silício governarão.
Veremos se os esboços do protótipo correspondem à realidade. Ou se a promessa de US$ 25 mil continuar sendo uma provocação.
