Baterias de sódio são mais baratas que as de lítio. A solução para elétricos baratos?

Para termos automóveis elétricos mais baratos vão ser precisas também baterias mais baratas. As baterias LFP parecem ser, de momento, a melhor opção, mas a breve prazo poderá haver outra, ainda mais acessível: as baterias de iões de sódio.

As baterias de iões de sódio destacam-se, desde logo, por não precisarem de lítio, ao contrário das baterias LFP (fosfato de ferro-lítio). Apesar de as baterias LFP serem mais baratas que as mais comuns NMC (níquel, manganês e cobalto), continuam a ser baterias de iões de lítio. E aí reside o problema.

Técnica

Baterias LFP. Esta é a tecnologia que está a revolucionar o preço dos elétricos

Conheçam as vantagens e desvantagens das baterias LFP e o impacto que esta tecnologia pode ter no preço dos automóveis elétricos.

Guilherme Costa

Apesar de haver lítio suficiente no planeta, estamos a caminhar para um cenário de a procura superar a oferta — vamos precisar de muitas mais minas. O que fará o preço subir, além de que um punhado de países tem o controlo desta matéria-prima, com a China à cabeça.

As baterias de iões de sódio podem ser a solução para responder aos desafios do lítio nesta jornada em direção à eletrificação total do automóvel. Mas serão realmente viáveis?

Vantagens e desvantagens

As baterias de iões de sódio acabam por ser parecidas com as de iões de lítio — ambos os elementos pertencem ao mesmo grupo de metais alcalinos —, tendo propriedades semelhantes. O funcionamento é exatamente o mesmo: há um cátodo e um ânodo e entre eles viajam iões de sódio (ao invés de iões de lítio) que geram eletricidade.

Também não são uma novidade absoluta; desde os anos 80 que já existem baterias de iões de sódio. Mas só este século ganharam renovado interesse devido, precisamente, aos desafios que o lítio coloca e ao custo elevado das baterias.

Que vantagens têm as baterias de iões de sódio relativamente às de iões de lítio? Fiquem a conhecê-las:

• Abundância — o sódio (presente também no sal) é o sexto material mais abundante no planeta;
• Custo — a abundância permite um preço inferior ao do lítio e os outros materiais para fazer as baterias são também mais baratos (por exemplo, podemos substituir o cobre por alumínio);
• Ambiente — a bateria de iões de sódio não requer metais raros e é mais fácil de reciclar;
• Segurança — podem ser totalmente descarregadas, ao contrário das de iões de lítio, sendo o seu transporte muito mais seguro, anulando o risco de incêndio;
• Amplitude térmica — ao contrário das baterias de iões de lítio, as de iões de sódio funcionam muito bem no frio, mantendo 90% do rendimento a temperaturas de -20 ºC;
• Carregamentos — até 80% da capacidade total em menos de 20 minutos.

Se há tantas vantagens nas baterias de iões de sódio, porque já não as estamos a usar? Previsivelmente, têm algumas desvantagens, grandes o suficiente para não terem sido consideradas até agora:

• Densidade energética — é o grande «calcanhar de Aquiles», sendo inferior às baterias de iões de lítio, inclusive as LFP, o que obriga a usar mais baterias para a mesma capacidade;
• Massa — o sódio é mais pesado que o lítio, o que em combinação com a menor densidade energética, pode agravar a já de si massa excessiva dos veículos elétricos;
• Vida útil — tem um número inferior de ciclos de carga/descarga que as de iões de lítio, sobretudo as LFP.

O desenvolvimento das baterias de iões de sódio ganhou tração nos últimos anos e é de prever que estas desvantagens sejam atenuadas. A gigante chinesa CATL, por exemplo, já apresentou uma bateria de iões de sódio com uma densidade energética e uma vida útil competitiva em relação às LFP.

Na tabela abaixo, podem ver como se comparam as baterias de iões de sódio com as de iões de lítio (LFP e NMC):

Em relação aos custos (€/kWh) as baterias NMC são as mais caras. As baterias LFP são em média 20% mais baratas e as baterias de iões de sódio são entre 10-20% mais acessíveis que as LFP.

Porém, com o escalar da produção, podem ficar ainda mais baratas. A chinesa CATL estima preços de 40 dólares por kWh para a sua segunda geração de baterias de iões de sódio.

As baterias de iões de sódio vão substituir as de iões de lítio?

Apesar dos desenvolvimentos prometedores mais recentes — em matéria de densidade energética e ciclos de carga —, muito dificilmente veremos as baterias de iões de sódio substituir de todo as de iões de lítio. Estas últimas também estão a evoluir.

As baterias de iões de sódio, contudo, têm espaço para se estabelecerem no mercado, sobretudo nos segmentos mais baixos, onde o fator preço é crucial.

Quando veremos baterias de iões de sódio nos automóveis elétricos?

Provavelmente não vai ser preciso esperar muito tempo. Na China foi mostrado há pouco tempo um protótipo de testes do citadino Sehol E10X (marca nascida da joint venture entre a JAC Motors e o Grupo Volkswagen) com baterias de iões de sódio da HiNa Battery.

3 imagens

A bateria tem de 25 kWh capacidade — e densidade energética de 120 Wh/kg — e permite ao E10X percorrer 252 km entre cargas. Um valor excelente, se esquecermos o facto de ser no ciclo chinês, bem menos exigente que o ciclo WLTP.

Não sabemos se chegará ou não à produção, mas a também chinesa BYD já prometeu uma versão do pequeno Seagull equipado com uma bateria de iões de sódio. Quando chegar, terá uma bateria de 30 kWh e uma autonomia de 305 km (mais uma vez, no ciclo chinês).

3 imagens

Fernando Gomes

Entrou no universo dos automóveis através do design, hoje expressa a sua paixão pelo automóvel na escrita.

Autopédia, baterias, Baterias de iões de sódio, Elétricos