Baterias LFP versus NMC: Sabe qual a melhor bateria?

Os dois tipos de baterias de iões de lítio mais utilizadas no atual contexto da indústria automóvel e da mobilidade elétrica são as baterias de Ferro, Fosfato e Níquel (LFP) e as de Níquel, Manganês e cobalto (NMC).

Ambas possuem caraterísticas distintas atendendo a diferentes necessidades e aplicações (há ainda um terceiro tipo de baterias as NCA – Niquel Cobalto e Alumínio, menos utilizadas).

Mas afinal qual das duas é a melhor escolha?

Devemos levar isso em linha de conta aquando da compra de um automóvel elétrico (BEV)?

O que são as baterias LFP e NCM

As baterias LFP usam fosfato de ferro e lítio como material catódico que é o elétrodo negativo de uma bateria (o ânodo corresponde ao elétrodo positivo).

Elas são conhecidas pela sua excelente estabilidade térmica, um ciclo de vida longo e pela segurança.

Embora tenham uma energia especifica (Wh/kg) e uma densidade de energia mais baixa em comparação com as baterias NMC elas são preferidas quando a preocupação com a segurança e a longevidade é maior do que com a compactação e o peso.

Mais baratas que as NCM este tipo de baterias são muito utilizadas pelas marcas chinesas, nomeadamente a BYD.

Também as versões de entrada dos Tesla Model 3 e do Model Y bem como o Ford Mustang Mach-E usam baterias do tipo LFP devido a um preço mais reduzido o que constitui outra das suas vantagens.

As baterias NMC diferem das LFP por usarem uma combinação de níquel, manganês e cobalto no seu cátodo (materiais mais caros e raros) geram uma densidade de energia mais elevada, o que permite que este tipo de baterias armazenem uma grande quantidade de energia num espaço relativamente pequeno e mais leve.

Os carros equipados com este tipo de bateria possuem uma eficiência energética superior ainda que à custa de um preço por KWh 20% superior que as baterias LPF, ainda que o processo de fabricação destas baterias seja mais complexo.

Compreender os números

Nas baterias NCM as percentagens dos componentes utilizados do cátodo variam em percentagem daí as designações diferentes que encontramos em cada uma delas.

Por exemplo, numa bateria NCM 811 o cátodo é composto por 80% de níquel, 10% de cobalto e 10% de magnésio.

Esta composição com uma maior percentagem de níquel conferem a este tipo de bateria uma maior densidade energética, ou seja, elas conseguem armazenar mais energia num espaço menor, enquanto as baterias LFP que possuem uma densidade energética inferior  destacam-se pela sua durabilidade pelo que suportam um maior número de ciclos de carga e descarga, podendo ultrapassar os 6000 ciclos.

Este é um fator com reflexos em termos de segurança já que têm uma estrutura química e térmica muito estável o que as torna altamente resistentes a eventos extremos como sobrecarga, perfuração ou impacto, reduzindo os riscos de explosão ou incêndio.

As baterias NCM, embora geralmente seguras, são mais suscetíveis a esses riscos, especialmente quando expostas a temperaturas mais elevadas, razão por que exigem um sistema de refrigeração mais eficaz.

Como escolher

Tanto as baterias LFP quanto as NCM têm pontos fortes e fracos e por isso a escolha entre elas depende das prioridades.

Se o objetivo é maximizar a segurança e a longevidade, as baterias LFP oferecem um equilíbrio ideal entre o seu custo, a durabilidade e a segurança.

Por outro lado, se o desempenho e a autonomia são a prioridade, como em acontece em muitos dos veículos elétricos então as baterias do tipo NCM em especial aos quem têm maior teor de níquel são as mais indicadas graças não só à sua maior densidade energética como a capacidade de fornecer mais potência.

Nas baterias NCM mais evoluídas a densidade energética chega a superar os 300 Wh/kg, enquanto as melhores LFP não vão além dos 190 Wh/kg.

Ou seja, uma bateria LFP do mesmo tamanho de uma bateria NCM terá sempre uma capacidade inferior, pelo que para igualar essa caraterística temos juntar mais células e consequentemente aumentar o peso, Outra desvantagem de uma bateria LFP é o seu funcionamento a baixas temperaturas ao contrário do que acontece nas temperaturas mais altas onde o seu desempenho é superior.

Em resumo, ao escolher entre estes dois tipos de bateria é essencial considerar os requisitos específicos da sua aplicação, incluindo como já referido a densidade energética, o ciclo de vida, a segurança e a velocidade de carregamento. É essencial compreender todas estas diferenças para uma decisão informada.