A reparación das baterías dos coches e das bicicletas eléctricas aforra diñeiro e recursos, pero os problemas están a frear o crecemento da industria
Rich Benoit recibe chamadas tres veces ao día dos propietarios dun vello Tesla Model S cuxa batería comezou a fallar na súa tenda de automóbiles, The Electrified Garage.As baterías que poderían proporcionar centos de quilómetros de autonomía de súpeto só poden durar 50 millas cunha carga.Estes vehículos moitas veces non veñen con garantía e a substitución da batería pode custar máis de 15.000 dólares.
Para a maioría dos produtos, a reparación é unha opción máis económica que a substitución.Benoit, que dirixe un dos poucos talleres de reparación de Tesla independentes dos Estados Unidos, dixo que moitas baterías de Tesla son teoricamente reparables.Pero debido ao tempo e á formación implicados, aos problemas de seguridade e á complexidade da reparación, Benoit di que a reparación dunha batería de coche na súa tenda pode custar ata 10.000 dólares, máis do que a maioría dos consumidores están dispostos a pagar.Pola contra, moitas persoas optan por vender ou desmantelar os seus coches antigos e despois mercar un Tesla novo, dixo.
"[O coche] é case como un consumible agora, como un televisor", dixo Benoit.
A experiencia de Benoit apunta a un problema que os primeiros adoptadores de vehículos eléctricos e dispositivos de micromobilidade eléctrica como bicicletas eléctricas e scooters eléctricos están empezando a enfrontarse: estes vehículos conteñen baterías grandes e caras que se fan inasequibles co paso do tempo.A remanufacturación destas baterías pode proporcionar beneficios de sustentabilidade ao aforrar enerxía e recursos que doutro xeito serían utilizados para fabricar novas baterías.Isto é especialmente importante para os vehículos eléctricos, que conteñen baterías moi grandes que deben utilizarse durante anos para compensar as emisións de dióxido de carbono xeradas durante a súa produción.Pero moitos vehículos eléctricos e baterías de vehículos eléctricos están deseñados para ser difíciles de reparar, e algúns fabricantes desaconsellan activamente a práctica, citando problemas de seguridade.Os problemas de deseño, os requisitos de seguridade e a escaseza de pezas dificultan que os poucos mecánicos independentes encargados de reparar baterías de vehículos eléctricos ou bicicletas eléctricas poidan pagar as reparacións.
"Hai moitas baterías no lixo que se poden renovar", di Timothée Rouffignac, que dirixe unha pequena empresa de reparación de baterías de bicicletas eléctricas chamada Daurema en Bruxelas, Bélxica.Pero "porque non están destinados a ser reparados, é difícil atopar un bo prezo".
As baterías de iones de litio dos teléfonos intelixentes conteñen unha "célula" formada por un ánodo de grafito, un cátodo metálico e un electrólito líquido que permite que os ións de litio se movan dun lado a outro, creando un potencial eléctrico.As baterías de bicicletas eléctricas normalmente conteñen decenas de células.Mentres tanto, as baterías de vehículos eléctricos poden conter de centos a miles de células individuais, que a miúdo se empaquetan en "módulos" e despois se combinan en paquetes de baterías.Ademais das células e módulos, as baterías de vehículos eléctricos e bicicletas eléctricas adoitan incluír un sistema de xestión de baterías que supervisa o estado da batería e controla as taxas de carga e descarga.
Todas as baterías de ión-litio degrádanse co paso do tempo e, finalmente, necesitarán substitulas.Non obstante, cando unha batería contén moitas celas individuais e outros compoñentes, a súa vida útil ás veces pódese prolongar mediante a reparación, un proceso que implica identificar e substituír células ou módulos danados, así como reparar outros compoñentes defectuosos, como un sistema de xestión de baterías defectuoso.Nalgúns casos, só é necesario substituír un módulo.A substitución deste módulo, en lugar de substituír a batería enteira, reduce a necesidade de metais como o litio, así como as emisións de carbono asociadas á produción dunha batería de substitución (ou dun coche novo).Isto fai que a renovación da batería sexa "ideal para unha economía circular (un sistema que aforra e reutiliza recursos)", dixo Gavin Harper, un investigador que estuda a sustentabilidade da batería na Universidade de Birmingham, no Reino Unido.
Aínda que non é necesariamente barato, podes aforrar cartos reparando a batería.Normalmente, a reparación dunha batería de vehículos eléctricos custa aproximadamente a metade do custo dunha batería nova.Cox Automotive estima que desde que comezou a ofrecer servizos de reparación de baterías de vehículos eléctricos en 2014, aforrou máis de 1 gigavatio-hora de baterías, o suficiente para alimentar uns 17.000 novos vehículos eléctricos da eliminación prematura.
"Hai moitas razóns polas que a reparación é máis rendible que a substitución", dixo Helps a Grist.
Pero os expertos din que as reparacións da batería son perigosas e non deben facerse na casa nin por primeira vez.Se a batería está danada durante a reparación, pode provocar un curtocircuíto, o que pode provocar un incendio ou unha explosión.Se non se usan luvas de alta tensión adecuadas cando se intenta reparar, pode producirse unha descarga eléctrica.Se non sabes o que estás facendo, "estás xogando co lume", dixo John Matna, propietario do taller de reparación de bicicletas eléctricas Chattanooga Electric Bike Co. El sinalou que algunhas baterías de bicicletas eléctricas conteñen "corrente suficiente para matar". unha persoa."
Axuda a dicir que o reacondicionamento da batería require polo menos formación en alta tensión, experiencia eléctrica, equipos de protección persoal e "unha comprensión básica da arquitectura e de como funcionan as baterías".Os que buscan reparar baterías de vehículos eléctricos tamén necesitan equipos para levantar o vehículo do chan e retirar fisicamente a batería, que pode pesar miles de libras.
"Moi poucas persoas poden ou deberían tentar algo así", dixo Benoit.
Pero incluso aqueles con formación adecuada adoitan ter dificultades para reparar as baterías de vehículos eléctricos ou bicicletas eléctricas debido ao seu deseño.Moitas baterías de bicicletas eléctricas veñen en caixas de plástico duradeiros que son difíciles, se non imposibles, de abrir sen danar os compoñentes internos.Dentro dunha batería de bicicleta eléctrica ou módulos individuais de batería de vehículos eléctricos, as células adoitan estar pegadas ou soldadas entre si, o que dificulta ou imposibilita a súa substitución individualmente.Ademais, como destaca un informe de 2021 da Axencia Europea de Medio Ambiente, algunhas baterías de vehículos eléctricos conteñen software que pode facer que a batería se apague se hai sinais de manipulación.
Os fabricantes afirman que as súas baterías están deseñadas para mellorar a seguridade, a durabilidade e o rendemento, pero isto pode ser a costa da reparabilidade, xa que moitos fabricantes que cobren o período de garantía (normalmente dous anos para as principais marcas e marcas de bicicletas eléctricas) ofrecen substitucións de balde. ou con desconto.baterías.Os vehículos eléctricos duran de 8 a 10 anos ou 100.000 millas).Os defensores da reparación, por outra banda, argumentan que os deseños modulares con fixadores reversibles, como clips extraíbles ou cintas adhesivas, non comprometen necesariamente a seguridade e que os beneficios dos deseños de reparación superan con moito os custos.
Os políticos europeos comezan a escoitar aos defensores.En agosto, a Unión Europea aprobou un novo regulamento destinado a facer que as baterías sexan máis respectuosas co medio ambiente.Entre outras cousas, inclúe unha disposición que esixe que as baterías utilizadas en bicicletas eléctricas e outros "vehículos lixeiros" como os scooters eléctricos sexan atendidas por profesionais independentes, ata o nivel de célula individual.A industria europea das bicicletas eléctricas opúxose firmemente á regra debido ás preocupacións sobre a seguridade, a certificación da batería e a responsabilidade legal, e agora está loitando sobre como cumprila.
"Aínda estamos mirando como podemos cumprir os requisitos das novas normativas sobre baterías da UE ao mesmo tempo que cumprimos as normas de seguridade aplicables e os nosos altos estándares de calidade", dixo a Grist o fabricante de baterías de bicicletas eléctricas Bosch.Bosch sinalou os retos aos que se enfrontan os fabricantes."A tendencia contraria está a observarse nos Estados Unidos", onde "se están a introducir normas máis estritas e estándares máis elevados para as baterías e sistemas de bicicletas eléctricas".
De feito, a Comisión Federal de Seguridade de Produtos de Consumo anunciou recentemente que está a revisar a normativa para as bicicletas eléctricas e as súas baterías.Prodúcese despois de que unha serie recente de incendios de baterías de bicicletas eléctricas tamén motivara a acción política local.O Concello de Nova York cambiou recentemente o seu código de incendios para prohibir a "montaxe ou reparación de baterías de ión-litio" a partir de baterías usadas doutras baterías, o que ás veces fan os reparadores.
A cidade tamén aprobou recentemente unha lexislación que obriga aos fabricantes de vehículos eléctricos a garantir que as baterías dos seus produtos estean certificadas segundo o estándar de deseño UL 2271, que ten como obxectivo mellorar a seguridade.As baterías remanufacturadas cumpren estes requisitos, dixo Ibrahim Jilani, director global de tecnoloxía de consumo de UL Solutions, unha empresa multinacional que proba os estándares de certificación de seguridade para unha ampla gama de produtos e materiais industriais e de consumo.Un estándar.Pero Gilani dixo que as empresas de reparación terán que "manter o deseño como estaba antes da reparación", incluíndo o uso de baterías e compoñentes electrónicos da mesma marca e modelo.Os talleres de reparación de baterías tamén deben someterse a inspeccións UL in situ catro veces ao ano, o que lles custará máis de 5.000 dólares ao ano, dixo Jilani.*
En comparación coas bicicletas eléctricas, os lexisladores estiveron relativamente relaxados sobre a reparación das baterías de vehículos eléctricos.Non hai leis ou regulamentos específicos nos Estados Unidos que aborden este problema.As novas regras da UE sobre as baterías tampouco abordan as reparacións das baterías dos vehículos eléctricos, senón que simplemente recomendan aos lexisladores que actualicen as regulacións individuais dos vehículos "para garantir que estas baterías se poidan retirar, substituír e desmontar".
A asociación de seguros alemá GDV "apoia firmemente" a idea, dixo un portavoz a Grist.En outubro, o grupo publicou os resultados dun estudo que descubriu que os vehículos eléctricos custaban un terzo máis de reparar que os vehículos comparables que funcionan con gasolina, un resultado que se explica en parte polo alto custo de reparación ou substitución das baterías.
"Moitos fabricantes de automóbiles non permitirán a reparación da batería aínda que a caixa da batería estea lixeiramente danada", dixo a Grist un portavoz de GDV.Os fabricantes de coches ás veces deciden substituír a batería se o coche sufriu un accidente no que se despregou o airbag.Ambas as prácticas "poden producir un aumento dos custos de reparación" e, en última instancia, premios de seguro máis elevados, dixo o portavoz.
A nova normativa sobre a reparabilidade das baterías dos vehículos eléctricos chega nun momento crítico.Cox Automotive's Helps dixo que hai dúas tendencias simultáneas no deseño de baterías de vehículos eléctricos: "As baterías serán moi fáciles de manter ou non poderán mantelas en absoluto".
Algunhas baterías, como as baterías Volkswagen ID.4, teñen módulos estilo Lego que son fáciles de quitar e substituír.Outros paquetes de batería, como o novo paquete de batería Tesla 4680, non conteñen ningún módulo.Pola contra, todas as celas están pegadas e unidas á propia batería.Helps describe este deseño como "irreparable".Se se atopa unha batería danada, débese substituír toda a batería.
"Aínda é unha batería completamente reciclable", dixo Helps."Simplemente non podes solucionalo".
Este artigo foi publicado orixinalmente por Grist, unha organización de medios sen ánimo de lucro que abarca o clima, a xustiza e as solucións.
Scientific American forma parte de Springer Nature, que posúe ou ten relacións comerciais con miles de publicacións científicas (moitas das cales pódense atopar en www.springernature.com/us).Scientific American mantén unha estrita política de independencia editorial ao informar dos avances científicos aos nosos lectores.
Hora de publicación: 26-12-2023