A bateria dos nossos sonhos está a chegar (e nem sabemos)

O fim da famosa “ansiedade da autonomia” vai chegar em breve, graças a melhorias significativas nas atuais tecnologias de fabrico das baterias — que são abafadas pelas mais “vistosas” promessas, raramente concretizadas, de mudança de paradigma com baterias e tecnologias alternativas.

Nos próximos cinco anos, deverão finalmente chegar ao mercado actualizações significativas das baterias dos veículos elétricos.

Em preparação há décadas, estas alterações significarão provavelmente que, em 2030, os veículos a gasolina custarão mais do que os seus equivalentes elétricos; alguns elétricos carregarão tão rapidamente como abastecer numa estação de serviço.

E os novos elétricos de longo alcance que estão a chegar farão com que a expressão “ansiedade da autonomia” pareça estranha.

Uma das razões pelas quais podemos não estar cientes destes saltos tecnológicos iminentes é o facto de terem sido ofuscados pelos esforços mais vistosos para substituir a tecnologia de baterias de iões de lítio existente nos veículos elétricos, explica o colunista de tecnologia Christopher Mims no The Wall Street Journal.

Nos últimos anos, uma e outra vez, as prometidas “descobertas” em matéria de baterias (e que o ZAP tem tido oportunidade de noticiar) foram falhando, o que deixou os investidores de mãos a abanar e os consumidores desiludidos.

Quase todos estes desenvolvimentos futuros são atualizações das mesmas baterias de lítio já testadas e comprovadas que outros prometeram revolucionar, o que lhes dá uma enorme vantagem: podem ser fabricadas em instalações existentes e integrar-se nas cadeias de abastecimento existentes.

Esta vantagem é importante, diz Mims, porque os investimentos anteriores no fabrico de baterias são tão grandes (mais de 30 mil milhões de dólares só em 2023, de acordo com a BloombergNEF) que tornam muito mais difícil a competitividade de qualquer tecnologia que não possa ser fabricada nessas instalações.

Uma bateria BMW em 2025

É possível otimizar muitas características de uma bateria, desde a rapidez com que carrega até ao número de anos que pode durar.

Uma das medidas mais importantes do desempenho de uma bateria é a quantidade de energia que um fabricante consegue colocar numa determinada célula de bateria, o que é conhecido como a sua densidade energética.

Essa densidade energética tem aumentado alguns pontos percentuais por ano, e foram esses ganhos lentos, cumulativos e duramente conquistados que nos levaram até onde estamos hoje.

São raros os grandes saltos na densidade energética das baterias. Mas a BMW
anunciou recentemente que começará a vender o primeiro veículo utilizando a nova plataforma da empresa para veículos elétricos, a que chama “Neue Klasse“, em 2025.

Estes veículos terão um novo tipo de bateria que armazenará mais de 20% de energia do que o tipo anterior. A velocidade de carregamento e a autonomia também serão até 30% melhores, diz um porta-voz da BMW.

O que torna possível estas melhorias é uma nova forma cilíndrica para as células da bateria e ajustamentos na sua química, explica a empresa bávara num comunicado no publicado no seu site.

A química das baterias

O fabricante norte-americano de componentes de baterias SES AI está no bom caminho para poder ajudar os fabricantes de automóveis a fornecer veículos com um salto adicional na densidade energética das suas baterias em 2026, afirma o Diretor Executivo da empresa, Qichao Hu.

A chave para a tecnologia da SES AI é o lítio metálico sólido, que é utilizado em vez da grafite que se encontra nas atuais baterias de iões de lítio.

Uma bateria típica é como uma sanduíche feita de camadas finas. Na primeira camada está o chamado ânodo, feito de grafite. A cobrir toda a célula está um eletrólito líquido, semelhante a uma bebida energética — mas com sais de lítio em vez de sódio.

A terceira camada é composta por um fino “separador”, algo parecido com película aderente. Por fim, há o cátodo, que é uma mistura de vários metais, normalmente lítio, níquel, manganês e cobalto.

Quando uma bateria está a enviar eletricidade para o motor de um veículo, os iões de lítio deslocam-se entre o ânodo e o cátodo, através do separador de plástico, que tem orifícios microscópicos suficientemente grandes para os iões de lítio passarem.

É o movimento físico desses iões de lítio de um lado da sanduíche da bateria para o outro que gera a corrente.

Teoricamente, um ânodo de lítio metálico pode conter 10 vezes mais iões de lítio do que um ânodo de grafite. Se tudo o resto for igual, a densidade energética de uma bateria que utilize lítio metálico em vez de grafite pode ser até 50% superior.

O resultado, explica Qichao Hu, é que os fabricantes de automóveis poderão um dia oferecer veículos elétricos acessíveis com a mesma autonomia que os atuais veículos topo de gama.

Isso significaria que mesmo os veículos elétricos de entrada de gama poderiam percorrer 500 km com uma carga. Os veículos elétricos topo de gama com baterias maiores poderiam, por sua vez, estabelecer novos recordes de autonomia, superando os atuais detentores de recordes, que atingem já cerca de 800 km.

Uma vez que o lítio metálico nas baterias da SES AI substitui apenas uma parte da célula da bateria, pode ser incorporado nas linhas de montagem existentes.

Atualmente, há dois tipos dominantes de baterias para veículos elétricos: um otimizado para veículos topo de gama e outro para veículos de baixo custo, como o Modelo 3 da Tesla e a próxima vaga de veículos elétricos chineses a preços acessíveis. A tecnologia de lítio metálico da SES AI funciona em ambos.

Assim, o fim da “ansiedade da autonomia” não vai provavelmente chegar com um salto brusco, fruto de uma revolução ou mudança de paradigma — mas com os pequenos passos que, todos os dias, ano após ano, estão a ser dados pela indústria do setor.