Baterias de sódio: o que são, como funcionam e qual é a autonomia

2024 será o ano das baterias de íons de sódio. Na verdade, elas já fizeram sua estreia em 2023, mas nos próximos meses haverá muitas empresas lançando esse tipo de acumulador no mercado. Elas são atraentes porque funcionam de forma semelhante às baterias de íon-lítio, mas, ao contrário destas últimas, usam materiais - como o sódio - que são menos caros e mais fáceis de encontrar (o sódio é o sexto elemento mais comum na Terra e compõe 2,6% da crosta terrestre).

Um pouco como as baterias de lítio-ferro-fosfato (Lfp), se quisermos mencionar outras químicas que possibilitam a produção de produtos com desempenho razoável a preços mais baixos. Mas voltemos às baterias de íons de sódio: elas são consideradas entre as mais promissoras do mundo e espera-se que cresçam cerca de 600% até 2033.

Apenas as matérias-primas mudam

As baterias de íon de sódio, como mencionado, têm uma arquitetura semelhante às baterias de íon de lítio. Assim, como essas, elas têm os mesmos elementos principais: o cátodo, o ânodo, o separador e o eletrólito. O sódio, em particular, substitui o lítio no cátodo, enquanto misturas à base de carbono ainda são usadas para o cátodo, geralmente obtidas por carbonização em alta temperatura de biomassa de antracito, resina fenólica e outras substâncias.

Nas baterias de íons de sódio, o alumínio também pode ser usado no lugar do cobre. Isso é mais barato e reduz ainda mais os custos de produção. Nada muda no nível do separador, que ainda é feito de plástico.

Elas são fáceis de construir

A primeira vantagem das baterias de íons de sódio é que elas podem ser construídas da mesma forma que as baterias de íons de lítio. Poucas modificações são necessárias e, portanto, o investimento é baixo. Essa oportunidade torna a tecnologia facilmente escalável e permite que ela seja implantada mais rapidamente.

Além disso, esse tipo de bateria tem desempenho consistente em uma faixa de temperatura mais ampla. Elas funcionam corretamente de -40 graus a 80°C. Além disso, elas resistem melhor às chamas, o que as torna mais seguras. As baterias de íons de sódio também têm uma vida útil mais longa.

Há um problema de peso relativo

As baterias de íon de sódio, no entanto, têm uma densidade de energia menor. Isso significa que é necessário construir baterias maiores e mais pesadas para atingir alcances comparáveis aos das baterias de íons de lítio ou, ao contrário, quando se comparam baterias do mesmo tamanho, as baterias de íons de sódio oferecem alcances mais curtos do que as baterias de íons de lítio.

Além disso, há o fato de que o sódio tem um peso específico maior do que o lítio. Como resultado, embora o sódio e o lítio em suas respectivas baterias sejam usados em porcentagens razoavelmente baixas, as baterias de íon de sódio provavelmente serão mais pesadas - uma característica que as torna menos atraentes em muitos campos de aplicação, como, por exemplo, carros elétricos.

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As baterias de íons de sódio já são uma realidade quando se trata de carros com emissão zero. O primeiro carro a usá-las é o E10 X, equivalente ao nosso JAC e-JS1, um carro urbano produzido pela JAC e pela Volkswagen que estreou no mercado no ano passado e promete uma autonomia de 250 km. A JAC chegou primeiro nesse campo, mas há muitos fabricantes e montadoras que começarão a oferecê-los

Acima de tudo, a CATL e a BYD. A primeira está trabalhando em células cada vez mais avançadas, que estão aumentando a densidade de energia de geração em geração (estamos agora com cerca de 160 Wh/kg, em comparação com uma densidade média de íons de lítio de 250-300 Wh/kg). A Stellantis, que recentemente assinou um acordo com a empresa francesa Tiamat para desenvolver baterias desse tipo para seus futuros carros elétricos econômicos, também entrou na corrida por esse tipo de bateria.