Nova bateria de sódio para carros elétricos funciona a -40 graus

CATL apresenta 2ª geração de células com novos níveis de desempenho em condições climáticas extremas

Foto de: InsideEVs

Por: Suvrat Kothari

Traduzido por: Julio Cesar

19 Novembro em 09:45

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As células de íons de sódio de segunda geração da CATL podem descarregar normalmente mesmo em temperaturas de até -40 °C. Isso é relevante para regiões de frio extremo, onde outras baterias podem ter dificuldade de funcionamento.
Já as baterias de veículos elétricos convencionais costumam ter melhor desempenho em temperaturas entre 15 °C e 43 °C. Fora dessa faixa, o desempenho e a autonomia podem ser afetados, especialmente em climas muito frios ou muito quentes.
Apesar de a produção de baterias de íons de sódio ainda estar em fase inicial, grandes fabricantes como BYD, CATL e Northvolt estão investindo nesse tipo de tecnologia para aplicações específicas, onde a densidade de energia não precisa ser tão alta.

A China está alcançando novos patamares na diversificação das químicas de baterias usadas em veículos elétricos. O país já é líder em subcategorias de produtos químicos à base de lítio, como níquel-manganês-cobalto (NMC), níquel-alumínio-cobalto (NCA) e lítio-ferro-fosfato (LFP). No início deste ano, a empresa estatal de serviços públicos China Southern Power Grid chegou a implantar baterias de íons de sódio para armazenamento estacionário de energia. Agora, a CATL, a maior fabricante de baterias do mundo, afirma ter alcançado novos níveis de desempenho em condições climáticas extremas com baterias de íons de sódio.

O papel dos íons de sódio é semelhante ao dos íons de lítio, em que os íons portadores de carga viajam entre os eletrodos positivo e negativo durante os ciclos de carga e descarga. Estudos sugerem que as baterias de íons de sódio poderiam eliminar as características incômodas dos íons de lítio: Há menos risco de fuga térmica, elas podem operar em temperaturas variadas e, o que é mais importante, o custo do hidróxido de sódio, uma matéria-prima essencial, é muito menor do que o do hidróxido de lítio. (Embora as empresas de baterias tenham alcançado melhores economias de escala com íons de lítio).

Baterias de íons de sódio da CATL

As baterias de íons de sódio já entraram em produção na China. Entre os carros que as utilizam estão o Yiwei EV, produzido pela JAC, apoiada pela Volkswagen, e o JMEV EV3. Falando na Cúpula Mundial de Jovens Cientistas, o cientista-chefe da CATL, Wu Kai, disse que suas células de íons de sódio de segunda geração podem descarregar normalmente mesmo a -40 graus Celsius, conforme vários relatos da mídia local chinesa. Isso significa que os EVs com essas baterias não perderão a autonomia sob temperaturas gélidas, o que poderia ajudar a resolver algumas das preocupações persistentes com relação ao desempenho das baterias em condições climáticas extremas. Elas serão lançadas em 2025 na China, e a produção em massa deverá começar em 2027.

Tanto o calor quanto o frio extremos são inimigos das baterias de íon-lítio. No frio extremo, os processos químicos dentro de uma célula ficam mais lentos, pois os íons de lítio não podem se mover tão livremente quanto em temperaturas normais. Da mesma forma que a água tem dificuldade para fluir através de canos congelados, a energia elétrica em uma bateria fria enfrenta mais resistência. Isso resulta em menor autonomia de condução, tempos de carregamento mais longos e a exposição prolongada a temperaturas extremas pode até mesmo afetar a saúde da bateria a longo prazo. Pelo menos em teoria, os íons de sódio resolvem esse problema, pois são muito mais resistentes.

Foto de: CATL

Bateria de íons de sódio CATL

As células NCM 4680 da Tesla em alguns Model Y mais novos têm uma densidade de energia estimada em até 296 watts-hora por quilograma, de acordo com algumas das primeiras desmontagens. As baterias de íons de sódio são menos densas em energia. Embora a CATL não tenha revelado a densidade de energia das novas células, ela supostamente pretende atingir um valor de 200 Wh/kg - uma meta difícil, já que até mesmo as baterias LFP só recentemente atingiram essa marca.

Isso seria apropriado apenas para carros elétricos de baixo alcance ou para modelos de entrada. Alguns relatórios também afirmam que as baterias de íons de sódio devem substituir de 20 a 30% das baterias LFP em aplicações selecionadas.

Um estudo publicado na Biblioteca Nacional de Medicina do governo dos EUA chama as baterias de íons de sódio de "estrela em ascensão". Gigantes do setor de baterias, como a CATL, a BYD e a sueca Northvolt, já estão investindo e desenvolvendo essas células de última geração. De qualquer forma, uma coisa é certa: o futuro da química das baterias não está indo em uma única direção, mas provavelmente abrangerá uma mistura de químicas adaptadas a casos de uso específicos.