Baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP): impacto no custo dos veículos elétricos

O setor de veículos elétricos segue em ritmo acelerado de evolução, mas, para enfrentar os preços altos que ainda acompanham esses modelos, será necessário contar com baterias mais baratas. Nesse cenário, as baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP) vêm sendo apontadas como uma das alternativas mais promissoras.

Nos últimos anos, essa tecnologia ganhou espaço na indústria automotiva por combinar mais segurança, maior vida útil e um custo por kWh (quilowatt-hora) inferior ao das baterias de íons de lítio “tradicionais”.

Ao longo deste artigo, você vai entender o que são as baterias LFP, como elas contribuem para reduzir o custo dos veículos elétricos e quais são seus pontos fortes e limitações quando comparadas a outras tecnologias.

Impacto direto no custo dos elétricos

As baterias LFP são uma categoria de bateria de íons de lítio que utiliza fosfato de ferro-lítio como material do cátodo (eletrodo negativo).

Cada vez mais vistas como substitutas das baterias de níquel, cobalto e manganês (NCM), usadas pela maioria das montadoras europeias, as baterias LFP já são adotadas há bastante tempo por fabricantes chineses, como a BYD.

Além disso, elas já equipam hoje as versões mais básicas do Tesla Model 3 e do Model Y e também já foram confirmadas no Ford Mustang Mach-E - e é justamente no preço que está a sua principal vantagem.

A queda de custos acontece, em grande parte, porque a LFP depende de materiais mais acessíveis e abundantes. Enquanto baterias NCM usam cobalto e níquel - insumos mais caros, mais raros e menos sustentáveis - as baterias LFP utilizam (entre outros elementos) ferro, que é mais barato e facilmente encontrado.

Quais as vantagens das baterias LFP?

Em poucas palavras, as baterias LFP se destacam por serem mais seguras, durarem mais, terem melhor perfil de sustentabilidade e custarem menos. Elas também chamam atenção pela maior estabilidade térmica e química, o que diminui o risco de incêndios e explosões.

Outro ponto importante é que o ciclo de vida das LFP costuma superar o das baterias NCM consideradas tradicionais.

Segundo um estudo publicado em 2020 pelo Journal of The Electrochemical Society, as baterias LPF foram capazes de suportar mais de 2000 ciclos de carga/descarga com baixa degradação, mantendo 90% da carga original. Já as baterias NCM (ou NMC), após pouco mais de 1000 ciclos, apresentavam degradação maior, ficando abaixo dos 90%.

A questão ambiental também pesa: esse tipo de bateria dispensa materiais raros e menos sustentáveis, como cobalto e níquel.

Isso ajuda a entender por que elas são consideravelmente mais baratas - entre 20% a 30% - do que as NCM, contribuindo para tornar os veículos elétricos mais acessíveis.

E as desvantagens?

Do lado das desvantagens, quase tudo gira em torno do fato de as baterias LFP terem densidade energética menor do que as baterias NCM típicas de íons de lítio, o que, naturalmente, reduz a autonomia.

Na prática, isso aparece em valores de 130-160 Wh/kg para as baterias LFP (avanços recentes chegaram perto dos 190 Wh/kg), enquanto as NCM costumam ficar na faixa de 230-250 Wh/kg (há casos em que passam dos 300 Wh/kg).

Em outras palavras: uma bateria LFP do mesmo tamanho de uma NCM sempre terá capacidade inferior; e, para igualar a capacidade, é preciso adicionar mais células - o que significa mais peso.

Outra limitação é o desempenho em temperaturas baixas (embora, por outro lado, haja boa resistência a temperaturas altas). Em frio intenso, o rendimento tende a cair (a capacidade disponível diminui em baixas temperaturas), e a eficiência dos carregamentos também é prejudicada.