A tecnologia das baterias de lítio remonta à década de 1970, quando os primeiros avanços lançaram as bases para as baterias recarregáveis1 . A primeira bateria de íons de lítio (LiB) comercializada só chegou ao mercado em 1991, quando a Sony a lançou para aparelhos eletrônicos portáteis2 . O crescimento em escala industrial ocorreu muito mais tarde, acelerando em meados da década de 2000, quando os veículos elétricos (EVs) e o armazenamento de energia começaram a decolar. Foi também nessa época que a logística das LiB começou a se expandir de forma mais industrial.
“Em meados da década de 2010, o principal desafio em termos de embalagem era manter a conformidade com os regulamentos das Nações Unidas para Mercadorias Perigosas (UNDG) e garantir que as remessas pudessem circular com segurança por rotas internacionais complexas”, afirmou Amaury Fruchaud, Diretor Global do Segmento LiB do Nefab Group. “As soluções de embalagem foram concebidas para serem robustas, priorizando a segurança e a conformidade em detrimento da eficiência de custos, da preparação para a automação ou da sustentabilidade.”
O que está a impulsionar as decisões atuais sobre embalagens de baterias de iões de lítio
Se você está comprando embalagens para LiBs hoje, está operando em um mundo diferente do que há cinco ou dez anos atrás.
Os volumes de baterias estão aumentando rapidamente, impulsionados pelo crescimento exponencial dos veículos elétricos e do armazenamento de energia3 . Ao mesmo tempo, a produção está se tornando mais automatizada e os requisitos de sustentabilidade estão se tornando mais rigorosos.
Para as equipes de compras e cadeia de suprimentos, o foco mudou da proteção básica para a precisão, durabilidade e eficiência do ciclo de vida.
Várias tendências claras estão moldando as decisões relacionadas às embalagens:
- A automação está se tornando uma referência
Mais fábricas de baterias estão adotando o manuseio automatizado4 , o que significa que a embalagem deve ser consistente. Se as bandejas se deformarem, diferirem das tolerâncias dimensionais definidas ou não empilharem bem, isso pode interromper uma linha ou retardar o fluxo de material. - Sustentabilidade e circularidade
Os requisitos de sustentabilidade estão se tornando mais rigorosos em todo o mundo. As opções de embalagem estão sendo cada vez mais avaliadas quanto à reciclabilidade, reutilização e impacto ambiental geral.5 . - Crescimento rápido do volume
A produção de baterias frequentemente cresce mais rápido do que o previsto. As escolhas de embalagem feitas no início podem apoiar esse crescimento ou forçar reformulações dispendiosas posteriormente.
A produção de baterias de íon-lítio torna-se cada vez mais automatizada.
Soluções iniciais: bandejas de espuma
Inicialmente, os módulos de bateria e as remessas de células dependiam fortemente de bandejas de espuma de polietileno expandido (EPE). Essas bandejas eram baratas de moldar, leves e forneciam proteção eficaz para os componentes sensíveis da bateria.
No entanto, à medida que a produção de baterias crescia, as desvantagens da espuma tornaram-se mais difíceis de ignorar. Com o tempo, muitas empresas enfrentaram problemas:
- As bandejas perderam a forma e comprimiram-se.
- Eles nem sempre resistem bem e tendem a se degradar após vários ciclos de reutilização.
- A grande variação dimensional dificultou o manuseio automatizado.
- A reciclagem revelou-se desafiante, inconsistente e dependente dos sistemas locais de gestão de resíduos.
O que funcionava bem em baixo volume muitas vezes se tornava uma limitação em grande escala.
As bandejas automatizadas da Nefab, fabricadas com materiais de alta qualidade, são duráveis e mantêm sua integridade mesmo com o uso repetido.
A mudança para embalagens plásticas projetadas
À medida que os volumes de produção aumentavam e a automação se tornava mais comum nas fábricas de baterias, as embalagens precisavam fazer mais do que apenas proteger as peças durante o transporte. O foco mudou para soluções que pudessem manter sua forma, durar mais tempo em ciclos de reutilização e continuar funcionando de maneira confiável viagem após viagem.
É por isso que mais empresas começaram a migrar para embalagens plásticas rígidas, especialmente soluções termoformadas e moldadas por injeção.
Bandejas plásticas termoformadas: uma etapa de transição
A termoformagem é um processo em que uma folha de plástico é aquecida e moldada em uma forma, como uma bandeja. Para as empresas, é uma opção atraente, pois:
- Resiste melhor do que a espuma, o que favorece a reutilização
- Normalmente apresenta prazos de entrega mais curtos em comparação com ferramentas mais complexas.
- Reduz o uso de material por meio de conteúdo reciclado e reciclabilidade. Muitas vezes, o material pode ser triturado novamente... no final da vida útil para produzir novas bandejas (dentro dos “sistemas de devolução6 ”).
Dito isso, as bandejas termoformadas ainda apresentam algumas desvantagens. Em comparação com o design moldado por injeção, elas são normalmente menos precisas e oferecem menos opções de design. Dependendo da configuração, a termoformação também pode ser mais manual e pode oferecer um rendimento menor do que os processos de moldagem de alta velocidade.
Como resultado, a termoformagem é frequentemente uma boa opção para programas de médio volume ou como solução transitória durante o aumento da produção.
A termoformagem (também chamada de moldagem a vácuo) descreve o processo de aquecimento de uma folha de plástico. A folha de plástico é aquecida até ficar macia e, em seguida, moldada sobre um molde por meio de sucção. Depois de esfriar, o excesso de plástico é cortado para formar a peça final.
Embalagens moldadas por injeção: projetadas para escala e automação
Para a produção em grande escala de baterias de íon-lítio, as embalagens plásticas moldadas por injeção se tornaram a opção preferida.
A moldagem por injeção produz bandejas altamente precisas e duráveis que mantêm sua forma e apresentam desempenho consistente. Esses são os principais requisitos para operações automatizadas e de alto rendimento, nas quais mesmo pequenas variações podem causar lentidão.
Do ponto de vista do fabricante, as vantagens são claras:
- Tolerâncias dimensionais rigorosas que suportam o manuseio automatizado
- Alta durabilidade em vários ciclos de reutilização
- Maior flexibilidade de design, incluindo formas e recursos complexos
- Fácil limpeza, tornando-o adequado para logística de circuito fechado7
A maior desvantagem são os custos iniciais mais elevados. No entanto, quando avaliadas sob a ótica do custo total de propriedade, as soluções moldadas por injeção geralmente oferecem um forte retorno em ambientes de alto volume, reduzindo danos, tempo de inatividade e variabilidade operacional.
Nesse ponto, a decisão passa a ser menos sobre o custo unitário e mais sobre a confiabilidade e eficiência a longo prazo.
Por que a escolha da embalagem se torna uma decisão estratégica
“Não existe uma solução de embalagem “ideal” para todas as remessas de baterias de íon-lítio. O que funciona depende da situação atual da produção e da rapidez com que ela precisa ser ampliada”, disse Amaury. “Os programas em estágio inicial geralmente priorizam a flexibilidade e o baixo investimento inicial, enquanto as operações maiores tendem a se concentrar mais na durabilidade, na repetibilidade para automação e na eficiência logística.”
Uma boa estratégia de embalagem reduz os riscos iniciais, contribui para operações diárias mais tranquilas e evita reformulações dispendiosas no futuro.
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