O futuro da mobilidade elétrica passa pelo desenvolvimento de novos sistemas de armazenamento de energia como as baterias de estado sólido. O que são e para quando é o que vamos ver
O que distingue as baterias de estado sólido das tradicionais baterias de iões de lítio é simples!
Conforme o nome indica, nas baterias de estado sólido o eletrólito é sólido em vez de líquido ou gel utilizado nas várias tipologias das baterias de iões de lítio (LFP, NMC ou NMA).
A mudança de eletrólito permite não só uma maior estabilidade e segurança como oferece um design mais compacto e eficiente.
Com a crescente procura por soluções mais seguras, com maior autonomia e menos suscetíveis a problemas de aquecimento são muitas as marcas que estão a desenvolver este novo tipo de baterias.
A Hyundai, por exemplo, anunciou que vai apresentar a sua primeira bateria de estado sólido já em março com a qual promete uma autonomia elétrica maior e tempos de carregamento mais curtos. Esta primeira abordagem seguida de vários testes só entrará em produção em massa para meados de 2030 pelo que a aposta até lá continua a recair nos vários tipos de baterias de iões de lítio.
Para além da Hyundai também a Toyota, a BMW, a Nissan e muitas outras marcas estão a desenvolver as suas baterias de estado sólido. A Toyota que está muito avançada nesta matéria afirma que esta tecnologia pode oferecer 20% de autonomia a mais quando comparada com as baterias de iões de lítio e as de fosfato de ferro e lítio mais modernas.
A ser assim, vai permitir que os veículos elétricos ultrapassem os 1000 km de autonomia e carreguem dos 10 aos 80 por cento em apenas 10 minutos.
A Mercedes tem já a circular na cidade alemã de Bremen alguns autocarros com baterias de estado sólido com resultados surpreendentes.
Apesar do entusiasmo e dos investimentos, este novo sistema de armazenamento de energia ainda enfrenta obstáculos associados à sua produção.
Conforme já referido, ao contrário das atuais baterias que utilizam um eletrólito líquido ou de gel, as baterias de estado sólido utilizam um eletrólito sólido.
Numa bateria de iões de lítio os sais de lítio são dissolvidos num solvente, resultando num líquido volátil ou gel que inunda toda a célula, enquanto nas baterias de estado sólido, o eletrólito tanto pode ser uma cerâmica, um sulfureto ou outro tipo de material no estado sólido.
A sua função é a mesma, ou seja, que os eletrões circulem entre o cátodo e o ânodo da bateria.
Ao dispensar o eletrólito líquido ou de gel, as baterias de estado sólido tornam-se muito mais seguras em caso de acidente.
As células deste tipo não só duram mais como a probabilidade de se incendiarem é bastante menor devido à sua maior tolerância a temperaturas elevadas. A possibilidade de haver um curto-circuito nas células é também menor.
Este tipo de bateria carateriza-se por ter o dobro da densidade energética das atuais baterias de iões de lítio.
Isso significa que podem armazenar mais energia por unidade de volume, o que se traduz numa maior autonomia e menos peso já que para a mesma capacidade são necessárias menos células.
A redução do peso e da relação peso/potência otimiza simultaneamente as prestações e o comportamento dinâmico do carro.
Ao serem mais pequenas a arrumação deste tipo de bateria ocupa menos espaço permitindo que no interior (habitabilidade) o espaço seja mais bem aproveitado
A degradação do eletrólito líquido ou de gel na sequência dos vários ciclos térmicos causados pelo carregamento de uma bateria de iões de lítio está na origem da menor duração deste tipo de bateria se bem que um bom sistema de refrigeração reduza significativamente esse risco nas baterias mais recentes em especial nas do tipo NMC ou nas NMA.
As baterias de estado sólido por terem um eletrólito muito mais estável têm um tempo de vida útil mais longo o que reduz a necessidade de substituições frequentes.
Devido à sua capacidade de suportar cargas mais rápidas, as baterias de estado sólido podem reduzir significativamente o tempo de carregamento, uma vantagem essencial para a adoção em massa de veículos elétricos.
Outra vantagem é a possibilidade de serem carregadas regularmente a 100% sem se danificarem prematuramente.
As atuais baterias de iões de lítio gostam de ser mantidas entre os 10 a 80 por cento do estado de carga para terem uma vida útil mais longa possível.
O facto de algumas baterias de estado sólido exigixirem temperaturas mais elevadas para funcionar eficientemente pode ser um obstáculo em climas mais frios ou em veículos que operam em várias condições climáticas.
O calendário para a lançamento destes novos meios de armazenamento de energia ainda é incerto.
Resta saber até que ponto é que as atuas baterias de iões de lítio evoluirão e qual o custo por kWh das baterias de estado sólido.
Sabendo-se que a bateria é o elemento mais caro de um veículo elétrico interessa saber a relação custo/beneficio nas várias vertentes referidas.
Vantagens
Desvantagens
Maior segurança
Maior Autonomia
Caregamento mais rápido
Durabilidade
Custo mais elevado
Desafios de produção
Temperatura de funcionamento
