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 iões de lítio (LiB) comercial só chegou ao mercado em 1991, quando a Sony a lançou para aparelhos eletrónicos 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 automatização 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 a aumentar rapidamente, impulsionados pelo crescimento exponencial dos veículos elétricos e do armazenamento de energia3 . Ao mesmo tempo, a produção está a tornar-se mais automatizada e os requisitos de sustentabilidade estão a tornar-se mais rigorosos.
Para as equipas de compras e cadeia de abastecimento, o foco mudou da proteção básica para a precisão, durabilidade e eficiência do ciclo de vida.
Várias tendências claras estão a moldar as decisões relativas às embalagens:
- A automação está a tornar-se uma referência
Mais fábricas de baterias estão a avançar para o manuseamento automatizado4 , o que significa que as embalagens devem ser consistentes. Se as bandejas se deformarem, diferirem das tolerâncias dimensionais definidas ou não se empilharem bem, isso pode interromper uma linha ou retardar o fluxo de material. - Sustentabilidade e circularidade
Os requisitos de sustentabilidade estão a tornar-se mais rigorosos em todo o mundo. As opções de embalagem estão a ser cada vez mais avaliadas quanto à sua reciclabilidade, reutilização e impacto ambiental global5 . - Crescimento rápido do volume
A produção de baterias muitas vezes cresce mais rápido do que o previsto. As escolhas de embalagem feitas no início podem apoiar esse crescimento ou forçar reformulações dispendiosas mais tarde.
A produção de baterias de iões de 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 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.
- Nem sempre resistem bem e tendem a degradar-se ao longo de vários ciclos de reutilização.
- A grande variação dimensional dificultou o manuseamento 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 tornava-se uma limitação em grande escala.
As bandejas de automação da Nefab, fabricadas com materiais de alta qualidade, são duráveis e mantêm a sua integridade mesmo com o uso repetido.
A mudança para embalagens plásticas projetadas
À medida que os volumes de produção aumentaram e a automação se tornou mais comum nas fábricas de baterias, as embalagens tiveram de fazer mais do que apenas proteger as peças durante o transporte. O foco mudou para soluções que pudessem manter a sua forma, durar mais tempo em ciclos de reutilização e continuar a funcionar de forma fiável viagem após viagem.
É por isso que mais empresas começaram a migrar para embalagens plásticas rígidas, especialmente soluções termoformadas e moldadas por injeção.
Bandejas de plástico termoformadas: uma etapa de transição
A termoformagem é um processo em que uma folha de plástico é aquecida e moldada, por exemplo, em forma de tabuleiro. Para as empresas, é uma opção atraente, pois:
- Resiste melhor do que a espuma, o que favorece a reutilização
- Normalmente tem prazos de entrega mais curtos em comparação com ferramentas mais complexas.
- Reduz o uso de material através 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 recolha6 ”).
Dito isto, 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 termoformação é frequentemente uma boa opção para programas de médio volume ou como solução transitória durante o aumento da produção.
A termoformação (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 usando sucção. Depois de arrefecer, o plástico excedente é cortado para formar a peça final.
Embalagens moldadas por injeção: concebidas para escala e automação
Para a produção em grande escala de baterias de iões de lítio, as embalagens de plástico moldadas por injeção tornaram-se a opção preferida.
A moldagem por injeção produz bandejas altamente precisas e duráveis que mantêm a sua forma e têm um desempenho consistente. Esses são os principais requisitos para operações automatizadas e de alto rendimento, nas quais mesmo pequenas variações podem causar atrasos.
Do ponto de vista do fabricante, as vantagens são claras:
- Tolerâncias dimensionais rigorosas que suportam o manuseamento 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 proporcionam retornos significativos 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 fiabilidade e eficiência a longo prazo.
Por que a escolha da embalagem se torna uma decisão estratégica
“Não existe uma solução única de embalagem que seja a “melhor” para todas as remessas de baterias de iões de lítio. O que funciona depende da situação atual da produção e da rapidez com que ela precisa ser ampliada”, disse Amaury. “Os programas em fase inicial geralmente priorizam a flexibilidade e o baixo investimento inicial, enquanto as operações de maior porte tendem a se concentrar mais na durabilidade, na repetibilidade para automação e na eficiência logística.”
Uma boa estratégia de embalagem reduz o risco inicial, contribui para operações diárias mais tranquilas e evita reformulações dispendiosas no futuro.
Poupamos recursos nas cadeias de abastecimento para um futuro melhor.
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