Os EVs estão lentamente tomando conta do mercado automotivo em todo o mundo. Houve um tempo em que o ceticismo abundava em relação a quando a adoção de EVs realmente decolaria, mas agora os EVs estão vendendo tão bem que os fabricantes não conseguem fazer o suficiente deles. No entanto, uma das principais críticas que atormentam os EVs gira em torno da tecnologia da bateria.
A boa notícia é que a nova tecnologia de baterias está a caminho, e as baterias de estado sólido fazem parte dessa nova onda de tecnologia de baterias que vai revolucionar o mercado. Então, o que é uma bateria de estado sólido e como ela melhorará seu EV?
O que são baterias de estado sólido?
As baterias de estado sólido superam as baterias tradicionais de íons de lítio em todas as métricas teóricas, incluindo o santo graal do EV: alcance. Claro, tudo isso é em teoria porque as baterias de estado sólido ainda precisam ser instaladas em um veículo de produção de qualquer um dos principais montadoras que oferecem EVs.
Independentemente disso, o hype em torno das baterias de estado sólido está aumentando porque as mudanças que elas prometem são verdadeiramente revolucionárias. As baterias de estado sólido apresentam um eletrólito sólido, enquanto as baterias tradicionais de íons de lítio usam um eletrólito líquido para auxiliar no movimento de íons entre os eletrodos positivo e negativo do bateria.
Essa grande diferença é o catalisador de muitas vantagens que as baterias de estado sólido desfrutam em relação às baterias convencionais. As baterias de estado sólido também prometem densidade de energia superior em comparação com o íon de lítio, que em leigos termos significa que você pode obter mais alcance de uma bateria de estado sólido do mesmo tamanho de uma bateria de íon de lítio.
A densidade de energia adicional também reduz o peso porque você pode levar uma bateria menor e mais leve em um veículo, e essa bateria fornecerá o mesmo desempenho que uma bateria de íon de lítio mais pesada bateria. Outra coisa a considerar são os benefícios da embalagem. As baterias de estado sólido ocupam menos espaço, permitindo que os fabricantes as embalem de forma mais eficiente, especialmente benéfica para EVs de desempenho que procuram reduzir o centro de massa do veículo.
Como funcionam as baterias de estado sólido?
Bem, em termos de bateria, elas são bem parecidas com as baterias de íons de lítio. Elas criar eletricidade através do movimento de íons entre o cátodo e o ânodo (ou eletrodos), criando um fluxo elétrico que pode ser redirecionado para alimentar o motor elétrico de um veículo. Se os íons fluem do eletrodo positivo (cátodo) para o negativo (ânodo), a bateria está carregando. Se o oposto for verdadeiro, a bateria está liberando energia.
Nas baterias de íon de lítio tradicionais, o ânodo e o cátodo intercalam uma camada de separação intermediária, o que impede que os eletrólitos dos dois eletrodos se misturem. Mas, em baterias de estado sólido, o separador não está presente porque o eletrólito é realmente sólido, prometendo baterias mais leves e melhor embalagem. Os íons ainda se movem através do eletrólito sólido, mas a maior densidade do eletrólito sólido é o que proporciona maior densidade de energia.
Outra vantagem do eletrólito sólido é menos riscos de segurança, pois não há líquido para derramar se acidentalmente perfurado em um acidente, reduzindo o risco de incêndios potenciais de um produto possivelmente inflamável eletrólito.
As baterias de estado sólido podem apresentar uma densidade de energia maior do que as baterias de íon de lítio comuns, o que pode ser atribuído a vários motivos. De acordo com MIT Notícia, uma das principais razões para a maior densidade de energia das baterias de estado sólido vem do fato de essas baterias apresentarem um eletrodo feito de metal de lítio puro.
Os ganhos potenciais em densidade de energia que as baterias de estado sólido proporcionam vêm do fato de permitirem o uso de energia pura metal de lítio como um dos eletrodos, que é muito mais leve do que os eletrodos usados atualmente feitos de lítio infundido grafite.
O cátodo e o eletrólito são sólidos em uma bateria de estado sólido, o que é outro avanço que permite que essas baterias prometam um desempenho tão incrível quando comparadas às baterias convencionais ofertas.
Existem desvantagens nas baterias de estado sólido?
As baterias de estado sólido parecem perfeitas, mas é claro que não são. Há algumas coisas a serem consideradas ao discutir baterias de estado sólido, e é prudente saber onde a tecnologia está atualmente.
Separar o potencial da tecnologia de onde ela está atualmente é de extrema importância. A pesquisa de baterias de estado sólido está em andamento e a tecnologia obviamente não é tão avançada quanto as baterias de íons de lítio, e é por isso que elas não estão disponíveis em seu Tesla, Chevy Bolt ou outro.
Um dos principais problemas que devem ser superados é o movimento de íons através do separador de sólidos. De acordo com Bateria Flash, o separador da bateria de estado sólido deve operar em alta temperatura para funcionar com eficiência.
Os íons são matéria, átomos e, portanto, faz sentido que eles se movam mais facilmente em um líquido, enquanto um sólido (um separador cerâmico) deve ter uma composição especial para permitir que os íons se movam livremente.
Já existem separadores de alto desempenho nesse sentido, mas apenas em altas temperaturas, pois eletrodos sólidos só se tornam bons condutores em temperaturas acima de 50 graus. Esse limite significa que a tecnologia de estado sólido ainda é pouco utilizada em veículos reais, pois não podemos supor que a bateria esteja sempre quente
Obviamente, nenhuma tecnologia é perfeita desde o início, e a pesquisa está em andamento no campo das baterias de estado sólido. Existem outras desvantagens, mas muitos recursos estão sendo comprometidos para encontrar soluções para esses problemas.
A tecnologia de baterias de estado sólido está recebendo apoio maciço da indústria automotiva, e esses investimentos acelerarão a prontidão de produção dessas baterias. A linha de EVs da VW definitivamente se beneficiará desses possíveis avanços na tecnologia de baterias.
Espere ver baterias de estado sólido em breve
Os fabricantes de EVs estão apostando na tecnologia de baterias de estado sólido e os gigantes automotivos comprometendo fundos para o pesquisa e desenvolvimento de tecnologia de bateria de estado sólido só ajudará a acelerar o tempo necessário para levá-los a mercado.
As baterias de estado sólido oferecem muitas vantagens em comparação com as baterias tradicionais de íons de lítio para serem ignoradas. Espere muito mais avanços na tecnologia de baterias de estado sólido nos próximos anos e um grande esforço para obter essas baterias para viabilidade comercial para uso em EVs.