Este material abundante pode desbloquear baterias mais baratas para EVs

May 24, 2023

As baterias à base de sódio podem começar a chegar ao mercado este ano, se as empresas seguirem seus planos.

Mova-se, lítio - há uma nova química de bateria na cidade.

Atualmente, o lítio é o governante do mundo das baterias, um ingrediente-chave nas baterias que alimentam telefones, veículos elétricos e até armazenam energia na rede elétrica.

Mas, à medida que aumentam as preocupações com a cadeia de fornecimento de baterias, os cientistas estão procurando maneiras de reduzir os ingredientes mais caros e menos disponíveis da tecnologia de baterias. Já existem opções que reduzem a necessidade de alguns, como o cobalto e o níquel, mas há poucos recursos para quem busca destronar o lítio.

Nos últimos meses, porém, empresas de baterias e montadoras na China anunciaram incursões em um novo tipo de química de bateria que substitui o lítio por sódio. Essas novas baterias de íons de sódio podem ajudar a reduzir os custos tanto para armazenamento estacionário quanto para veículos elétricos, se a tecnologia puder atender às altas expectativas que as empresas estão estabelecendo.

Em março, a JAC Motors, uma montadora com sede na China, divulgou fotos de um carro chartreuse que disse ser o primeiro veículo do mundo construído com baterias de íons de sódio. O veículo compacto foi equipado com uma bateria de 25 quilowatts-hora fabricada por outra empresa chinesa, a HiNa Battery, e um comunicado de imprensa afirmou que o alcance do carro era de até 250 quilômetros (155 milhas). Em abril, a maior fabricante de baterias de veículos elétricos da China, a CATL, anunciou que havia desenvolvido uma bateria de íons de sódio que planejava lançar em um veículo fabricado pela montadora Chery. Nenhuma das quatro empresas respondeu a um pedido de comentário.

"Eles estão fazendo anúncios bastante interessantes. Também faltam muitos detalhes", diz Andy Leach, analista de armazenamento de energia da BNEF. Nem a CATL nem a HiNa divulgaram cronogramas de produção ou métricas de desempenho detalhadas para as baterias, ou mesmo revelaram quais tipos específicos de baterias de íons de sódio planejam usar. O mistério não é surpreendente para essas grandes empresas, diz Leach: "Elas tendem a manter suas cartas fechadas". Mas deixa dúvidas sobre o quão prontas as baterias de íons de sódio podem ser para veículos reais.

As baterias à base de sódio não são novas, mas deficiências técnicas as impediram de usar lítio. As baterias de íon de sódio tradicionalmente se desgastam rapidamente e ainda têm uma densidade de energia menor que a de íon de lítio, diz Shirley Meng, pesquisadora de baterias da Universidade de Chicago e do Argonne National Laboratory.

Uma fábrica planejada marca um marco importante nos EUA para novas baterias que permitem EVs de baixo custo e maior duração.

Isso significa que, para armazenar a mesma quantidade de energia, uma bateria à base de sódio precisará ser maior e mais pesada que a equivalente à base de lítio. Para EVs, isso significa um alcance menor para uma bateria do mesmo tamanho.

Uma bateria mais pesada e mais barata pode ser preferível em algumas circunstâncias, como para os EVs menores e de menor alcance comuns na China. O alcance anunciado pelo JAC é comparável ao do Wuling Hongguang Mini, um dos EVs mais populares da China, cuja versão de longo alcance pode rodar até 280 km (175 milhas) com uma única carga.

Um mercado um pouco mais fácil para baterias de íons de sódio pode ser instalações de armazenamento estacionário, como aquelas usadas para fornecer energia de backup para uma casa ou empresa ou na rede elétrica. Algumas empresas, como a norte-americana Natron, estão desenvolvendo a química especificamente para aplicações estacionárias, onde tamanho e peso não são tão críticos quanto em um carro em movimento.

As baterias de íons de sódio estão em desenvolvimento há mais de meio século e seu desempenho melhorou consistentemente, com ganhos especialmente acentuados na última década, diz Meng. Pesquisadores de baterias resolveram problemas anteriores com a vida útil, em parte encontrando eletrólitos mais compatíveis (o líquido que ajuda a transportar a carga em uma bateria) para os materiais de eletrodo usados ​​em células de íons de sódio. Os pesquisadores também desenvolveram materiais de eletrodos melhores para aumentar a densidade de energia das baterias.