Nota: O Brasil é um importante produtor de lítio, utilizado em baterias de eletrônicos e veículos elétricos, com 8% das reservas mundiais, principalmente no Vale do Jequitinhonha, MG, que abriga 85% das reservas nacionais.

Aliás, vale dizer que a mineração subterrânea produz concentrado de espodumênio, rico em lítio, para baterias.

A demanda global, especialmente para carros elétricos, impulsiona a produção, com planos de expansão. Por isso, empresas multinacionais também estão explorando o lítio na região. E as empresas brasileiras estão aproveitando a disponibilidade de lítio para a produção de baterias, incluindo para ônibus elétricos, promovendo a tecnologia local e exportações.

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A tendência no aumento da frota de veículos elétricos e híbridos e demanda por baterias mais potentes e de longa duração para as aplicações em dispositivos inteligentes e internet das coisas vêm incentivando pesquisa e desenvolvimento em baterias eficientes. E esse tipo de iniciativa está ocorrendo no Brasil, principalmente com relação a baterias de lítio, e pode ser uma porta para profissionais de Engenharia de diversos segmentos. Continue lendo este texto do Engenharia 360 para saber mais!

Por que o interesse no lítio?

O mérito do lítio é voltado para o fato de ser um metal leve e de alta densidade energética. Isso significa que ele é capaz de acumular mais energia em um menor espaço, se comparado, por exemplo, às baterias de níquel-cádmio usadas nos primeiros celulares, ou às baterias automotivas de chumbo-ácido, empregadas no acionamento de motores de veículos a combustão.

Lítio-íon no Brasil

Com relação às baterias de lítio-íon, há uma combinação em que o ânodo (o polo negativo) é constituído de carbono grafite e o cátodo (polo positivo) é feito com óxido de lítio e uma mistura de metais, dentre os quais níquel, manganês e cobalto. O meio onde os átomos e íons se movem, isto é, o eletrólito, é composta de solventes orgânicos e sais de lítio.

O Grupo Moura, que tradicionalmente fabrica baterias de chumbo, também resolveu incluir o viés das baterias de lítio na sua produção, na sua sede em Belo Jardim (PE). A primeira versão é para atender empilhadeiras. Além disso, o Grupo Moura fechou parceria com a empresa americana Xalt Energy, que possui a tecnologia voltada principalmente para veículos pesados e, com isso, fechou contrato em 2020 com a fabricante paulista Eletra, para o mercado de ônibus.

Baterias de lítio-enxofre

Uma vertente em tendência é a das baterias de lítio-enxofre (Li-S), que a gente já comentou por aqui. E adivinhem: a primeira fábrica de baterias Li-S em escala industrial do mundo vai ser da Oxis Brasil. Isso deriva de um projeto da Companhia de Desenvolvimento de Minas Gerais (Codemge), que fechou um acordo ainda em 2018 com a companhia inglesa Oxis Energy e atrai investimentos (e profissionais!) para o setor.

A companhia Oxis Energy prevê o uso de lítio metálico no ânodo, substituindo o carbono grafite, e uma combinação de enxofre e carbono no cátodo. No caso, a empresa desenvolveu uma tecnologia própria para o eletrólito e o cátodo, reduzindo as temperaturas atingidas em situações de estresse, propiciando maior segurança de operação. Outra vantagem se volta para a densidade energética. Enquanto as de lítio-íon concentram no máximo 240 Wh/kg, as de lítio-enxofre armazenam 450 Wh/kg. Na prática, isso embute mais autonomia para os veículos que as empreguem, por tornar possível construir baterias menores e mais leves, concentrando mais energia.

Lítio e
óxidos de nióbio e titânio

Também em 2018, a Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM) e a Toshiba firmaram parceria para desenvolver baterias de lítio com anodos de óxidos mistos de nióbio e titânio (ONT). A presença do nióbio nas baterias de lítio promove maior segurança e durabilidade, pois permite armazenar mais lítio em relação às baterias com ânodos com grafite. Outra vantagem dessa modalidade é a maior velocidade de recarga. A parceria dessas empresas envolve investimentos para uma fábrica-piloto a ser erguida no Japão e a expectativa é que a produção para atender à indústria seja em torno de dois anos.

A perspectiva

As derivações das baterias de lítio já são uma realidade em 2023. Nesse cenário, o Brasil deve estar presente no desenvolvimento, garantindo autonomia em ciência e pesquisa e ainda inclui a demanda das condições de trabalho do Brasil nesse setor.

A gente fica de olho para oportunidades em diversos segmentos da Engenharia: desde química até a mecânica e dá muito apoio para essas parcerias!

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Fontes: Revista FAPESP.

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Kamila Jessie

Doutora em Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (EESC/USP) e Mestre em Ciências pela mesma instituição; é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) com período sanduíche na University of Ottawa, no Canadá; possui experiência em tratamentos físico-químicos de água e efluentes; atualmente, integra o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) do Instituto de Física de São Carlos (USP), onde realiza estágio pós-doutoral no Biophotonics Lab.