Baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP): como reduzem o custo dos veículos elétricos

O setor de veículos elétricos segue em ritmo acelerado de evolução, mas, para enfrentar os preços elevados que ainda acompanham esses modelos, será necessário contar com baterias mais econômicas. 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 entregar mais segurança, maior vida útil e um custo por kWh (quilowatt-hora) inferior ao das baterias de íons de lítio consideradas “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 soluções.

Impacto direto no custo dos elétricos

As baterias LFP são uma variação das baterias de íons de lítio que utilizam fosfato de ferro-lítio como material do cátodo (eletrodo negativo).

Cada vez mais tratadas como uma alternativa às baterias de níquel, cobalto e manganês (NCM) usadas pela maioria das montadoras europeias, as baterias LFP já são uma realidade há bastante tempo entre fabricantes chineses, como a BYD.

Hoje, elas também aparecem nas versões de entrada do Tesla Model 3 e do Model Y e já foram confirmadas para o Ford Mustang Mach-E - e o principal trunfo, nesse caso, é o preço.

A queda de custos vem, principalmente, do uso de matérias-primas mais baratas e abundantes. Enquanto as baterias NCM dependem de cobalto e níquel - insumos mais caros, mais raros e menos sustentáveis -, as baterias LFP utilizam, entre outros componentes, ferro, que é um elemento de menor custo e amplamente disponível.

Quais as vantagens das baterias LFP?

Em termos práticos, as baterias LFP se destacam por serem mais seguras, durarem mais, terem perfil mais sustentável e custarem menos. Elas também chamam atenção pela maior estabilidade térmica e química, o que ajuda a diminuir o risco de incêndios e explosões.

Outro ponto relevante é o ciclo de vida: as baterias LFP tendem a suportar mais ciclos do que as baterias NCM tradicionais.

De acordo com um estudo publicado em 2020 no Journal of The Electrochemical Society, as baterias LPF foram capazes de suportar mais de 2000 ciclos de carga/descarga com baixa degradação, preservando 90% da carga original. Já as NCM (ou NMC), após pouco mais de 1000 ciclos, apresentavam degradação mais acentuada, ficando abaixo dos 90%.

A questão da sustentabilidade também pesa, já que esse tipo de bateria dispensa materiais raros e menos sustentáveis, como cobalto e níquel.

Isso ajuda a entender por que as baterias LFP podem ser significativamente mais baratas - entre 20% a 30% - do que as NCM, contribuindo para tornar os veículos elétricos mais acessíveis.

E as desvantagens?

Do lado das limitações, quase tudo gira em torno do fato de as baterias LFP terem densidade energética inferior à das baterias NCM típicas de íons de lítio, o que, na prática, tende a reduzir a autonomia.

Em números, isso costuma significar 130-160 Wh/kg para baterias LFP (com avanços recentes chegando perto de 190 Wh/kg), enquanto as baterias NCM ficam na faixa de 230-250 Wh/kg (havendo casos em que passam de 300 Wh/kg).

Em outras palavras: uma bateria LFP com o mesmo tamanho físico de uma NCM terá sempre menor capacidade; e, para igualar essa capacidade, é preciso colocar mais células - o que aumenta o peso.

Outra desvantagem é o desempenho em baixas temperaturas (em contrapartida, há boa resistência a temperaturas altas). Em condições frias, o rendimento tende a cair (a capacidade disponível fica menor) e a eficiência do carregamento também é prejudicada.