Montadoras correm para desenvolver sólidos

Jul 14, 2023

Ela está sendo aclamada como uma inovação em veículos elétricos: a bateria de estado sólido. A indústria automóvel está a investir fortemente nesta tecnologia, o que poderá melhorar a autonomia e a segurança, ao mesmo tempo que reduz os custos de produção.

Todos os principais fabricantes de automóveis europeus adotaram as baterias enquanto lutam para cumprir os prazos do regulamento da UE 2035 de eliminação progressiva do motor de combustão.

Mercedes, BMW e Volkswagen estão atualmente empregando baterias de lítio padrão. Mas também estão investindo dinheiro significativo na pesquisa e no desenvolvimento da chamada bateria de estado sólido.

Com a indústria automóvel a tentar reduzir as emissões de carbono eliminando o motor de combustão, a bateria tem sido a fonte de energia de eleição para substituir a gasolina, um combustível fóssil. O desenvolvimento do veículo elétrico (EV) criou uma demanda por baterias automotivas com maior autonomia.

As baterias de estado sólido poderiam oferecer esta vantagem sobre as baterias atualmente em uso, juntamente com maior densidade de energia e carregamento mais rápido. Eles poderiam ser mais leves e mais seguros.

Desde células simples e descartáveis, como AA e AAA, até células de bateria recarregáveis, como as usadas em veículos elétricos, o uso das baterias também evoluiu significativamente desde que foram inventadas em 1800.

“Acho que a bateria é a maior inovação do século 21 e está mudando totalmente o nosso mundo”, disse à DW o professor Ferdinand Dudenhoeffer, diretor do Centro de Pesquisa Automotiva em Duisburg, Alemanha.

Existem dois tipos principais de baterias: primárias e secundárias. As baterias primárias, também conhecidas como baterias descartáveis, não podem ser recarregadas. Eles fornecem energia constante ao longo de sua vida, mas não podem ser revertidos para produzir mais energia. O tipo mais popular é a bateria alcalina, amplamente utilizada em dispositivos autônomos de baixo consumo de energia.

Enquanto isso, as baterias secundárias permitem que as reações químicas sejam revertidas por meio da aplicação de tensão, tornando-as recarregáveis. As baterias de chumbo-ácido, hidreto metálico de níquel e íons de lítio são todas usadas na indústria automobilística, principalmente as baterias leves de lítio. A Tesla depende fortemente de baterias de lítio para seus carros elétricos.

As baterias de lítio dependem de uma solução eletrolítica líquida, que permite que os íons de lítio se movam conforme necessário para o funcionamento da bateria. Com baterias de estado sólido, os cientistas conseguiram substituir este eletrólito líquido por um eletrólito sólido. Isto torna possível eliminar o pesado componente separador necessário para evitar que o eletrodo positivo entre em contato com o eletrodo negativo.

A ausência de um eletrólito líquido inflamável reduz o risco de incêndio, tornando a bateria mais segura em comparação com a bateria de estado líquido.

Testes em laboratórios no Japão e na Europa mostraram muito potencial na bateria, com a Toyota anunciando recentemente um avanço com a bateria de estado sólido. No início de julho, a montadora japonesa disse que simplificou o processo de produção dos materiais usados ​​em sua fabricação. A Toyota, segunda maior fabricante de automóveis do mundo, disse que planeja produzir carros com baterias de estado sólido até 2025.

Devido a uma maior densidade de energia, a bateria de estado sólido alimentará o carro em distâncias mais longas, melhorando assim a autonomia, uma questão fundamental tanto para consumidores como para fabricantes quando se trata de VEs.

A tecnologia de baterias de estado sólido é tão importante que a Volkswagen se tornou o maior acionista da QuantamScape, uma empresa de baterias de estado sólido fundada em 2010. No final de julho, as ações da empresa dispararam com a notícia de que estava trabalhando com um parceiro no setor automotivo indústria em um potencial lançamento de seu primeiro produto comercial.

A Mercedes Benz, por sua vez, planeja se tornar totalmente elétrica até 2030. Eles também assinaram parcerias com empresas como a Prologium, desenvolvedora e fabricante taiwanesa de baterias de estado sólido.

Mas, além das inúmeras vantagens, acredita-se que a bateria de estado sólido também tenha uma vida útil mais curta. Rachaduras podem se formar e crescer nessas baterias, disse à DW Lorenz Olbrich, estudante de doutorado em Ciência de Materiais na Universidade de Oxford, "proporcionando assim uma vida útil mais curta para a bateria".