O crescimento dos veículos híbridos está parado em meio à escassez de baterias VRLA

Imaginem um veículo híbrido a frear eficientemente, com o seu sistema de recuperação de energia a converter energia cinética em eletricidade armazenada na bateria.Esta recuperação eficiente de energia pode paradoxalmente acelerar a degradação da bateriaAs baterias de chumbo-ácido reguladas por válvula (VRLA), embora consideradas uma solução madura de armazenamento de energia, enfrentam precisamente este desafio.

A espada de dois gumes da tecnologia VRLA

Although VRLA batteries offer significant advantages over traditional flooded lead-acid batteries—including the ability to cycle in partial state-of-charge conditions—their inherent limitations are becoming increasingly apparentPesquisas recentes revelam que as baterias VRLA não podem recarregar de forma independente os seus eletrodos negativos.representando uma restrição crítica de desempenho.

O desafio fundamental da tecnologia consiste em manter um equilíbrio delicado entre as taxas de evolução do hidrogénio e a corrosão da rede dentro da bateria.A evolução excessiva do hidrogénio gradualmente descarrega o elétrodo negativo, levando a uma perda progressiva de capacidade.Este fenómeno é particularmente problemático em aplicações de veículos híbridos, onde a forte polarização durante os processos de recuperação de energia exacerba a evolução do hidrogénio., acelerando a degradação do elétrodo negativo.

Vantagens em comparação com as limitações do crescimento

As baterias tradicionais de chumbo-ácido requerem manutenção regular da água e o risco de fugas de neblina ácida são problemas eficazmente resolvidos pelas baterias VRLA através de projectos sellados.Estas melhorias reduzem os custos de manutenção e os riscos ambientais, ao mesmo tempo em que oferecem uma maior densidade energética e uma vida útil prolongada, tornando as baterias VRLA populares para sistemas UPS e ferramentas elétricas.

Mas as limitações da tecnologia estão a tornar-se cada vez mais pronunciadas.As baterias VRLA demonstram uma sensibilidade significativa à temperaturaAs altas temperaturas aceleram as reacções químicas internas, reduzindo a vida útil da bateria, enquanto as baixas temperaturas prejudicam o desempenho da descarga.O custo relativamente elevado das baterias VRLA limita ainda mais a sua adoção em aplicações sensíveis ao preço.

Caminhos de inovação para a tecnologia VRLA

Os investigadores estão a explorar várias abordagens para ultrapassar estas limitações.Otimizar as estruturas internas das baterias para minimizar a evolução do hidrogénio e a corrosão da rede, e melhoria dos sistemas de gestão de baterias (BMS) para um controlo mais preciso da carga e descarga, a fim de prolongar a vida útil e a segurança operacionais.

Apesar destes desafios, as baterias VRLA continuam a ser competitivas em aplicações específicas de armazenamento de energia.Particularmente para aplicações sensíveis aos custos em que a densidade de energia extrema e os requisitos de vida do ciclo não são primordiais..

Direcções futuras da investigação

As principais prioridades de investigação incluem o desenvolvimento de materiais de rede mais resistentes à corrosão para prolongar a vida útil da bateria, a otimização de estruturas internas para suprimir a evolução do hidrogénio,e criar soluções avançadas de BMS para melhorar o desempenho e a segurançaAtravés destas inovações, as baterias VRLA podem liberar um maior potencial para veículos híbridos e outras aplicações de armazenamento de energia.