Quais são as perspectivas da bateria totalmente sólida para os carros elétricos?
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Depois da bateria de íons de lítio, será que a bateria de eletrólito sólido se tornará um dia a nova tecnologia de referência para o armazenamento de energia em veículos elétricos? As promessas da bateria totalmente sólida são reais, mas levará vários anos até que os primeiros projetos industriais sejam concretizados.
pelo Renault Group
A bateria de estado sólido é uma evolução da bateria de íons de lítio, na qual o eletrólito líquido é substituído por um material sólido que pode assumir a forma de um polímero ou de pós inorgânicos semelhantes a uma espécie de cerâmica. A mudança para um eletrólito sólido poderia, em teoria, eliminar as desvantagens associadas ao uso de um eletrólito líquido.
As promessas da bateria de estado sólido
O eletrólito sólido oferece um novo “campo de atuação” na química, que permite esperar ganhos em densidade de energia e reduzir a dependência de materiais críticos, como o cobalto. Além disso, ao dispensar o uso de eletrólitos líquidos inflamáveis, o projeto da bateria torna-se mais simples e menos limitado pelas atuais exigências de segurança.
As baterias convencionais têm uma limitação de temperatura de 60 °C: outro desafio da bateria totalmente sólida é superar essa restrição de temperatura para simplificar o sistema de resfriamento, que é um dos fatores que limitam o aumento da velocidade de recarga. Portanto, é preciso analisar as promessas da bateria totalmente sólida em dois níveis: o da química e o do sistema completo, que deve ser mais simples, mais leve e, portanto, mais barato.
No entanto, as promessas da bateria totalmente sólida estão se mostrando difíceis de concretizar. É preciso, de fato, conseguir projetar um eletrólito que seja ao mesmo tempo muito estável e altamente condutor, para garantir a circulação adequada dos íons de lítio de um eletrodo ao outro da bateria, além de desenvolver novos métodos para fabricar baterias adequadas a esses novos materiais.
A bateria do futuro?
Em todo o mundo, laboratórios de pesquisa estão, portanto, trabalhando no desenvolvimento de novos compostos destinados tanto aos eletrodos quanto ao eletrólito das futuras baterias de estado sólido. Além da pesquisa sobre materiais, os experimentos se concentram no desenvolvimento de células com desempenho superior (especialmente em termos de densidade de energia, tempo de carregamento e durabilidade), mas também na otimização do processo de fabricação com vistas a uma produção em maior escala.
Entre os diversos atores envolvidos nos trabalhos relacionados às baterias de estado sólido, a startup americana Ionic Materials já conseguiu desenvolver um polímero capaz de conduzir íons de lítio à temperatura ambiente, o que constitui um elemento tecnológico fundamental para as baterias totalmente sólidas, cujo desempenho se mostra promissor. A Aliança Renault-Nissan-Mitsubishi investiu nessa startup em 2018 para acelerar o desenvolvimento industrial de suas soluções.
A bateria de estado sólido poderá, no futuro, encontrar aplicações no setor automotivo, mas também no armazenamento estacionário de energia, que hoje constitui uma das possibilidades de reutilização das baterias elétricas antes da fase de reciclagem.