Pesquisadores chineses alcançaram um avanço na tecnologia de baterias de veículos elétricos (EV), desenvolvendo o que afirmam ser a primeira bateria de estado semissólido do mundo, capaz de fornecer um alcance superior a 620 milhas (1.000 quilômetros) com uma única carga. Este avanço, liderado por cientistas da Universidade Nankai em Tianjin, marca um passo significativo no sentido de superar as limitações das actuais baterias de iões de lítio e acelerar a adopção de veículos eléctricos de longo alcance.
Principais melhorias na densidade energética e segurança
A nova bateria possui uma densidade de energia de mais de 500 watts-hora por quilograma, um aumento de 30% em comparação com as principais baterias de íons de lítio, que normalmente oferecem cerca de 300 Wh/kg. Maior densidade de energia se traduz em maior alcance sem adicionar peso ou volume excessivo. Além do alcance, o design de estado semi-sólido aborda as principais preocupações de segurança associadas às baterias tradicionais.
Ao contrário dos eletrólitos líquidos inflamáveis encontrados nas células de íons de lítio, os eletrólitos sólidos são não inflamáveis, reduzindo drasticamente o risco de fuga térmica catastrófica. A estrutura sólida também atenua a formação de dendritos – o crescimento de pontas metálicas que causam curtos-circuitos e degradação – prolongando a vida útil da bateria. Tempos de carregamento mais rápidos também são um benefício potencial, pois os eletrólitos sólidos podem facilitar uma maior condutividade iônica.
Design Híbrido para Melhor Desempenho
A bateria emprega um cátodo de manganês rico em lítio emparelhado com um sistema híbrido de eletrólito sólido-líquido. Esta abordagem híbrida combina a estabilidade da arquitetura de estado sólido com um eletrólito composto “superumectante”, maximizando o contato entre os materiais e melhorando a condutividade iônica. O uso da tecnologia de ânodo de lítio também visa reduzir os custos de produção, agilizando a fabricação.
Embora a bateria atinja 500 Wh/kg no nível da célula, a densidade total do conjunto é atualmente de 288 Wh/kg – contabilizando os componentes necessários, como sistemas de refrigeração, fiação e recursos de segurança. Esta redução é típica para baterias EV do mundo real. Os pesquisadores preveem que as iterações futuras excederão 340 Wh/kg e atingirão uma capacidade total de 200 kWh, aumentando potencialmente o alcance além de 1.600 km (1.600 km).
Implicações e verificação da indústria
Este desenvolvimento vem de uma colaboração entre a Universidade de Nankai e a subsidiária de baterias do Grupo China FAW, CANEB. Embora atualmente não tenha sido verificado por revisão independente por pares, este trabalho demonstra o rápido progresso da tecnologia de baterias de estado sólido, desde configurações de laboratório até testes no mundo real.
O alcance médio dos VEs em 2024 foi de 283 milhas, com o alcance de 512 milhas do Lucid Air liderando o mercado. Uma bateria de 1.600 quilômetros remodelaria o cenário dos veículos elétricos.
A conquista é notável dado o estado atual da indústria; o alcance mais alto atualmente disponível ainda é de pouco mais de 800 quilômetros, e melhorias nas baterias de veículos elétricos são vitais para uma adoção mais ampla. Autonomias mais longas resolvem uma grande barreira à propriedade de VE, especialmente para viagens de longa distância.
Esta tecnologia tem o potencial de redefinir o desempenho, a segurança e a autonomia dos VE, e será crucial monitorizar o seu desenvolvimento futuro.
