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

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

Essa tecnologia ganhou espaço na indústria automotiva por combinar mais segurança, maior durabilidade e um custo menor por kWh (quilowatt-hora) quando comparada às 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 preço dos carros elétricos e quais são seus principais pontos fortes e limitações diante de outras soluções.

Impacto direto no custo dos elétricos

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

Cada vez mais tratadas como alternativa às baterias de níquel, cobalto e manganês (NCM) - ainda predominantes entre muitas montadoras europeias -, as LFP já são empregadas há bastante tempo por 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. Nesse tipo de aplicação, o preço é o seu diferencial mais claro.

A queda de custo vem principalmente do uso de matérias-primas mais baratas e abundantes. Enquanto as baterias NCM dependem de cobalto e níquel - insumos mais caros, menos disponíveis e com maior debate sobre sustentabilidade -, as baterias LFP recorrem (entre outros elementos) ao ferro, que é mais econômico e fácil de obter.

Quais as vantagens das baterias LFP?

Em termos gerais, as baterias LFP se destacam por serem mais seguras, durarem mais, terem melhor perfil de sustentabilidade e custarem menos. Um ponto importante é a maior estabilidade térmica e química, característica que ajuda a diminuir o risco de incêndios e explosões.

Outro aspecto relevante é a vida útil superior em ciclos quando comparada às 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 capacidade original. Já as NCM (ou NMC), após pouco mais de 1000 ciclos, mostravam degradação mais acentuada, ficando abaixo de 90%.

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

Isso ajuda a entender por que as LFP costumam ser significativamente mais baratas - entre 20% a 30% - do que as NCM, o que abre espaço para veículos elétricos com preços mais acessíveis.

E as desvantagens?

No lado das limitações, quase tudo se concentra na menor densidade energética das baterias LFP em relação às baterias NCM de íons de lítio, o que tende a significar menos autonomia.

Na prática, fala-se em cerca de 130-160 Wh/kg para baterias LFP (com avanços recentes chegando perto de 190 Wh/kg), enquanto as NCM ficam na faixa de 230-250 Wh/kg (e, em alguns casos, passam de 300 Wh/kg).

Em outras palavras: uma bateria LFP com o mesmo tamanho físico de uma NCM terá capacidade menor; para aproximar a capacidade, é preciso adicionar mais células - e, consequentemente, mais peso.

Outra desvantagem é o desempenho em temperaturas baixas (embora, por outro lado, elas lidem bem com calor). Em condições frias, a bateria tende a render menos - com redução de capacidade - e a eficiência de recarga também pode piorar.