Quais são as perspetivas da bateria totalmente sólida para os carros elétricos?
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Depois da bateria de iões de lítio, será que a bateria de eletrólito sólido se tornará um dia a nova tecnologia de referência para o armazenamento de energia a bordo dos carros elétricos? As promessas da bateria totalmente sólida são reais, mas serão necessários vários anos até que os primeiros projetos industriais se concretizem.
pelo Renault Group
A bateria de estado sólido é uma evolução da bateria de iões de lítio, em que 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 transição para um eletrólito sólido poderia, em teoria, eliminar as desvantagens associadas à utilização de um eletrólito líquido.
As promessas da bateria de estado sólido
O eletrólito sólido oferece um novo «campo de ação» na química, que permite esperar ganhos em termos de densidade energética e reduzir a dependência de materiais críticos, como o cobalto. Além disso, ao dispensar o uso de eletrólitos líquidos inflamáveis, o design da bateria torna-se mais simples e menos condicionado pelas atuais exigências de segurança.
As baterias convencionais têm uma limitação de temperatura de 60 °C: outro desafio da bateria totalmente sólida consiste em ultrapassar essa restrição de temperatura, de modo a simplificar o sistema de arrefecimento, que constitui uma das limitações para a aceleração da velocidade de recarga. É, portanto, necessário analisar as perspetivas da bateria totalmente sólida em dois níveis: o da composição química e o do sistema completo, que deverá ser mais simples, mais leve e, consequentemente, mais barato.
No entanto, as promessas da bateria totalmente sólida revelam-se difíceis de concretizar. É, de facto, necessário conseguir conceber um eletrólito que seja simultaneamente muito estável e muito condutor, para garantir a boa circulação dos iões de lítio de um elétrodo para o outro da bateria, mas também desenvolver novos métodos para fabricar baterias adaptadas a estes novos materiais.
A bateria do futuro?
Em todo o mundo, os laboratórios de investigação estão, portanto, a trabalhar no desenvolvimento de novos compostos destinados tanto aos elétrodos como ao eletrólito das futuras baterias sólidas. Para além da investigação sobre os materiais, as experiências centram-se no desenvolvimento de células com desempenho superior (nomeadamente em termos de densidade energética, tempo de carregamento e durabilidade), mas também na melhoria do processo de fabrico, com vista a uma produção em maior escala.
Entre os inúmeros intervenientes envolvidos nos trabalhos relacionados com as baterias de estado sólido, a startup norte-americana Ionic Materials já conseguiu desenvolver um polímero capaz de conduzir iões de lítio à temperatura ambiente, o que constitui um elemento tecnológico fundamental para as baterias totalmente sólidas, cujo desempenho se revela promissor. A Aliança Renault-Nissan-Mitsubishi investiu nesta startup em 2018 para acelerar o desenvolvimento industrial das suas soluções.
A bateria de estado sólido poderá, a longo prazo, encontrar aplicações no setor automóvel, mas também no armazenamento estacionário de energia, que constitui atualmente uma das possibilidades de «segunda vida» das baterias elétricas antes da fase de reciclagem.