Quais são as promessas 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, 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 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 é ultrapassar essa restrição de temperatura, a fim de simplificar o sistema de refrigeração, que constitui um dos obstáculos à aceleração da velocidade de recarga. É, portanto, necessário considerar as promessas da bateria totalmente sólida em dois níveis: o da 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 necessário, de facto, conseguir conceber um eletrólito que seja simultaneamente muito estável e altamente 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, 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 muitos 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 alicerce tecnológico 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 reutilização das baterias elétricas antes da fase de reciclagem.