Depois do carregamento rápido e da tecnologia inteligente, o próximo “Santo Graal” dos veículos de nova energia são as baterias de estado sólido.
Os veículos de nova energia têm três objetivos eternos:
Maior autonomia de condução;
Maior velocidade de carregamento;
E uma direção assistida mais inteligente.
À medida que as velocidades de carregamento aumentam de 3C e 5C para 12C, e a direção assistida evolui rapidamente da abordagem inicial baseada em regras para fornecer uma melhor experiência de modelo mundial, o próximo avanço tecnológico importante para veículos de nova energia provavelmente serão as baterias de estado sólido.
▲ O novo Zeekr 001 tem uma taxa de carregamento de pico de até 12C
As baterias tradicionais de íons de lítio utilizam eletrólitos líquidos, que apresentam riscos à segurança, como inflamabilidade e explosão. As baterias totalmente de estado sólido utilizam eletrólitos sólidos em vez de eletrólitos líquidos, o que pode melhorar significativamente a segurança e a densidade energética da bateria. Elas também são menores, mais leves e carregam mais rápido do que as baterias de íons de lítio atuais, além de oferecer maior rendimento e vida útil mais longa.
As indústrias automotivas nacionais e internacionais investiram pesadamente nessa tecnologia, mas não houve nenhum avanço tecnológico importante, e o período de produção em massa foi adiado repetidamente, de 2025 para 2026 e depois para 2027.
No entanto, duas descobertas recentes de uma equipe de cientistas chineses podem nos permitir usar baterias de estado sólido mais cedo.
Em 7 de outubro, a equipe de Huang Xuejie da Academia Chinesa de Ciências publicou seu último artigo sobre pesquisa de baterias totalmente de estado sólido na Nature Sustainability.
Em sua pesquisa, após deixar o ambiente de laboratório, a capacidade da bateria soft-pack ainda estava acima de 70% após 300 ciclos e suportava uma taxa de carga e descarga de 5C.
Por outro lado, a equipe de pesquisa do Instituto de Pesquisa de Metais da Academia Chinesa de Ciências também conseguiu uma redução significativa na impedância da interface e na eficiência de transmissão de íons de baterias de estado sólido, e os resultados relacionados foram publicados na Advanced Materials.
A bateria flexível integrada da equipe apresentou pouca degradação no desempenho após 20.000 flexões repetidas. Além disso, a densidade de energia do eletrodo positivo composto aumentou em aproximadamente 86%.
As montadoras estrangeiras também investiram grandes quantias de dinheiro nisso.
Desde 2021, a Toyota vem trabalhando com a mineradora japonesa Sumitomo Metal Mining para desenvolver materiais catódicos necessários para baterias de estado sólido, e recentemente eles assinaram um novo acordo para acelerar a produção em larga escala desses materiais catódicos.
A Toyota já havia declarado que a primeira geração de baterias de estado sólido, com lançamento previsto para 2027-2028, terá autonomia de quase 1.000 quilômetros e poderá ser carregada de 10% a 80% em 10 minutos. A segunda geração terá autonomia de mais de 1.200 quilômetros.
▲ Amostras de materiais de baterias de estado sólido exibidas pela Toyota
Além da Toyota, BMW, Honda, Stellantis e Mercedes também estão investindo pesadamente em tecnologia de estado sólido e começaram a testar protótipos.
No entanto, as baterias de estado sólido ainda têm um longo caminho a percorrer, desde os papéis e laboratórios até a produção em massa comercial. O que poderemos usar mais cedo talvez sejam baterias de estado semissólido e quase sólido.
Atualmente, o único modelo de carro com bateria semissólida disponível no mercado é o SAIC MG4. Ele custa 102.800 yuans e é equipado com uma bateria semissólida de fosfato de ferro-lítio produzida pela Qingtao Power. Utiliza uma capacidade de bateria de 53,95 graus para atingir uma autonomia de 530 km, e o consumo de energia por 100 km é de 11,9 kWh.
▲ SAIC MG4
A Honeycomb Energy, empresa nacional de baterias, também concluiu a construção de sua primeira linha de produção de semissólidos de 2,3 GWh e está pronta para iniciar a produção da Classe C ainda este ano. Ela fornecerá baterias semissólidas para a próxima geração de modelos BMW MINI, que serão produzidas em massa até o final de 2026, com um fornecimento anual de mais de 2 GWh.
A Guoxuan High-tech anunciou sua própria bateria de estado quase sólido G Yuan em maio, com uma densidade de energia de 300 Wh/kg, que pode fornecer uma autonomia de mais de 1.000 quilômetros para carros puramente elétricos.
Com seu design de estado sólido, seu desempenho de segurança foi significativamente aprimorado. No rigoroso teste de perfuração com agulha de aço de 3 mm, ele manteve a condição "sem fogo, sem explosão" e pode operar de forma estável durante todo o seu ciclo de vida.
No entanto, a gigante das baterias CATL prefere a opção das baterias de íons de sódio. Em abril deste ano, lançou uma nova marca de baterias, a "NaXin", que tirou suas baterias de íons de sódio do laboratório e está prestes a atingir o mercado comercial em larga escala.
A bateria de íons de sódio da CATL mantém uma eficiência energética de mais de 90%, mesmo em ambientes com -40 graus Celsius, aumentando a densidade energética da bateria para 175 Wh por quilograma. Ela também suporta uma taxa de pico de carga de 5 °C e um alcance de 500 quilômetros. Não produz fumaça e é insensível em testes de penetração de agulha, e não pega fogo nem explode quando serrada.
Os mais ansiosos, é claro, são as montadoras. A Chery planeja colocar baterias de estado sólido com densidade energética de 600 Wh/kg em operação prevista para 2026 e produzir em massa baterias totalmente de estado sólido em 2027.
A Changan Automobile espera obter a verificação da instalação de baterias de estado sólido em 2026 e promover a produção em massa gradual de baterias totalmente de estado sólido em 2027.
A GAC planeja produzir em massa baterias de estado sólido em seu modelo Haobo em 2026.
A Dongfeng Yipai estabeleceu uma linha de produção de pequenos lotes para baterias de estado sólido em Wuhan já no ano passado e planeja conduzir uma produção experimental de pequenos lotes no ano que vem.
Talvez os novos veículos de energia estejam às vésperas de outro ponto de virada tecnológica importante.
Nos próximos três a cinco anos, as baterias de estado sólido provavelmente se tornarão o "próximo campo de batalha" para a competição em veículos de novas energias. Quem primeiro conseguir conceber uma solução segura, de produção em massa e de baixo custo tomará a iniciativa no setor de novas energias.
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