Baterias de sódio de baixo custo já estão atingindo os níveis de desempenho da Tesla na China.

Uma bateria comercial de íon-sódio já utilizada na China está se aproximando do patamar da Tesla , pressionando ainda mais a vantagem de custo das baterias de íon-lítio.

Pesquisadores que testaram as células da Hina encontraram um desempenho consistente em uma grande amostra, alta capacidade de potência e um design que reflete escolhas importantes nas baterias da Tesla. A bateria de sódio de baixo custo ainda precisa de aprimoramento, principalmente em relação ao carregamento em condições de congelamento, mas aponta para um caminho mais barato para veículos elétricos, armazenamento em redes elétricas e veículos comerciais que não precisam de autonomia máxima.

Para as montadoras, o aspecto da cadeia de suprimentos pode ser tão valioso quanto o resultado de desempenho. O sódio é amplamente disponível e mais barato que o lítio, o que pode ajudar os fabricantes de baterias a evitar algumas das oscilações de preço e restrições de fornecimento que têm afetado a produção de íon-lítio.

Quão próximo está do desempenho da Tesla?

A célula Hina se destacou porque os pesquisadores não se limitaram a testar apenas uma amostra impressionante. Eles mediram 120 células usando espectroscopia de impedância e encontraram forte uniformidade em todo o lote.

Essa consistência é o sinal útil para a produção no mundo real. Uma célula com alto desempenho máximo tem menos valor se as fábricas não conseguirem produzi-la de forma repetível, especialmente em veículos ou sistemas de distribuição de energia onde grandes conjuntos de baterias dependem de um comportamento previsível.

A equipe também testou as células em diferentes correntes e temperaturas, de -20°C a 45°C, e então usou raios X e desmontagem para estudar a estrutura interna. O resultado foi uma célula de sódio comercial com um comportamento de consumo de energia excepcionalmente preocupante para um produto inicial dessa categoria.

Por que o sódio altera o cálculo do custo?

A análise detalhada revela outra alavanca de custo dentro da célula. Sua composição catódica inclui sódio, cobre, níquel, ferro e manganês, com o cobre sendo utilizado de uma forma que pode reduzir a dependência de metais mais caros, como níquel e cobalto.

A célula também utiliza uma arquitetura de alumínio duplo sem abas. O sódio não reage com o alumínio da mesma forma que o lítio, o que permite aos fabricantes usar folha de alumínio em ambos os lados da célula em vez de depender do cobre para o coletor de corrente do ânodo.

Essa escolha estrutural poderia reduzir não apenas os custos de materiais, mas também simplificar a configuração do coletor de corrente em torno do alumínio, que é mais barato. Se as células de íon-sódio continuarem a evoluir sem depender excessivamente de metais caros, elas poderão se tornar um ponto de pressão significativo para as baterias de íon-lítio em mercados sensíveis a custos.

O que precisa ser melhorado a seguir?

A maior desvantagem continua sendo o carregamento em clima frio. Os pesquisadores descobriram que o carregamento em baixas temperaturas permanece um problema, o que significa que essas células precisariam de um gerenciamento térmico cuidadoso antes de poderem suportar carregamentos frequentes abaixo de 0 graus Celsius.

A densidade de energia é outro ponto crucial. As células de íon-sódio atuais geralmente não conseguem competir com as melhores baterias de íon-lítio para veículos elétricos de longo alcance , portanto, a principal vantagem da Tesla permanece intacta em veículos projetados para máxima autonomia.

Mas a oportunidade é real. Se a Hina e outros fabricantes de baterias aprimorarem o carregamento a frio, refinarem os ânodos de carbono duro e impulsionarem a química dos eletrólitos, as baterias de íon-sódio poderão conquistar um papel importante no armazenamento em redes elétricas, em veículos elétricos de menor autonomia e em veículos comerciais, onde as vantagens do lítio podem não justificar o custo adicional.